Röntgenographisehe und metallographische Untersuchungen an einem Stahl unterschiedlicher Korngröße unter Wechselbelastung

Dauerschwinguntersuchungen an Flachproben eines unlegierten Stahles mit 0,10% C und unterschiedlicher Korngröße some mit und ohne Gitterstörungen der Oberflächenkristallite. Ermittlung der Wähler- und Schadenslinie sowie der Grenzlinie der Verformungsspuren. Röntgenographisehe und metallographische Untersuchungen an biegewechselbeanspruchten Flachproben zur Bestimmung von Änderungen des Kristallit- und Gefügezustandes.     

Ermittlung des oxidischen Reinheitsgrades in Automatenstählen mit Hilfe der quantitativen Bildanalyse

Modellmäßige Vorstellung über die Erfassung des Flächenanteils nichtmetallischer Einschlüsse in Proben gleicher Länge oder gleichen Volumens aus unterschiedlich stark umgeformtem Stabstahl. Ermittlung der Kenngrößen oxidischer Einschlüsse in 15 Proben aus Stäben der Automatenstähle 9 SMn 28 und 9 SMnPb 28 mit einem quantitativen Bildanalysator. Elektrochemische Rückstandsuntersuchungen über den Oxidgehalt an den gleichen Proben. Vergleich dieser Ergebnisse mit jenen der quantitativen Bildanalyse unter Einführung von Korrekturfaktoren für den bei der Rückstandsanalyse vorkommenden ungleichmäßigen Werkstoffabtrag.     

Einfluß von Gefüge und chemischer Zusammensetzung auf die mechanischen Eigenschaften und die Verformbarkeit untereutektoidischer härtbarer Bandstähle im geglühten Zustand

Ermittlung der Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und des Verhaltens im Faltversuch an Proben aus Bändern von Stahl mit rd. 0,65% C und 0,45 bis 0,75% Mn oder 0,45 bis 0,85% C und 0,65% Mn nach unterschiedlicher Kaltwalz- und Glühbehandlung auf Gefüge mit verschiedener Ferritkorngröße und Zementitkorngröße und -flächendichte. Folgerungen über den Einfluß der chemischen Zusammensetzung und Gefügebeschaffenheit auf die mechanischen Eigenschaften im geglühten Zustand.     

Der Einfluß der Prüfmaschinenhärte auf die Ergebnisse des Zugversuchs

Erläuterung des Begriffs Maschinenhärte. Einfluß der Federkonstante der Prüfmaschine auf die Verlängerungsgeschwindigkeit von Zugproben in den einzelnen Abschnitten des Zugversuchs und deren Bedeutung bei der Ermittlung der unteren Streckgrenze und der Höchstkraft. Instabilitätspunkt und Tangentenbedingung. Ergebnisse von Zugversuchen mit Prüfmaschinen unterschiedlicher Härte. Verlauf von Dehnung und Einschnürung nach Überschreiten der Höchstkraft in Abhängigkeit von der Maschinenhärte. Sonderfälle des Kraft-Verlängerung-Schaubildes, Prüfmaschine mit geschlossenem Regelkreis. Einfluß der Probenabmessungen auf den Instabilitätspunkt.     

Einfluß des Kohlenstoffgehaltes auf die Wechselfestigkeit technischer Reineisensorten

Durchführung von Biegewechselversuchen an elektrolytisch polierten Flachproben verschiedener an Luft und unter Vakuum erschmolzener technischer Reineisensorten und unlegierter Stähle mit Kohlenstoffgehalten von 0,0035 bis 0,14%. Änderung des Kohlenstoffgehaltes durch Ent- und Aufkohlungsbehandlungen sowie Beeinflussung von Korngröße und Streckgrenzenverhältnis durch Anwendung von Reck- und Glühbehandlungen. Bestimmung der Wöhler- und, Verformungsgrenzlinien sowie Ermittlung des Einflusses von Kohlenstoffgehalt, Zugfestigkeit, Streckgrenzenverhältnis und Korngröße auf die Wechselfestigkeit. Metallographische Beobachtungen über das Auftreten von Gleitspuren und Rissen an der Oberfläche biegewechselbeanspruchter Proben in Abhängigkeit von den Beanspruchungsbedingungen.     

Einfluß unterschiedlicher Aufheizgeschwindigkeiten und Haltedauern auf das Rekristallisationsverhalten verschiedener unlegierter Stähle

Untersuchungen über das Rekristallisationsverhalten von Stahldrähten aus den Stahlsorten St 37, C 35, C 70, D 12-2, D 15-2, D 35-2 nach Verformungsgraden von 10 bis 50% bei unterschiedlichen Rekristallisationsbedingungen mit Aufheizgeschwindigkeiten zwischen 6 und 350 °C/s, Glühtemperaturen zwischen 300 und 700 °C und einer Haltedauer zwischen 60 und 1000 s. Beschreibung der Induktiverwärmungsanlage. Ermittlung der Festigkeitskennwerte wie Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung, Brucheinschnürung sowie des Gefüges und der Korngröße nach den verschiedenen Glühungen.     

Beitrag zur Untersuchung der Einflußgrößen auf die Zeitstandfestigkeit des Stahles X 6 CrNiMo 1713

Zeitstandversuche an 32 Schmelzen mit einer chemischen Zusammensetzung ähnlich der des Stahles X 6 CrNiMo 17 13 bei Prüftemperaturen zwischen 550 und 700 °C. Ermittlung der 10 000-h-Zeitstandfestigkeit bei 600, 650 und 700 °C mit Hilfe einer linearen multiplen Regressionsanalyse unter Berücksichtigung von zehn Elementen der chemischen Zusammensetzung, Resten einer vorangegangenen Kaltverformung und der Korngröße als unabhängigen Veränderlichen. Überprüfung der Treffsicherheit der abgeleiteten Gleichungen anhand von Schrifttumsangaben. Weitere Hinweise aus dem Schrifttum.     

Zum Spannung-Dehnung-Verhalten von Baustählen bei Wechselbeanspruchung

Dauerschwingversuche an den Stählen St 37–3 und St 52–3 bei Wechselbeanspruchung mit Spannungsausschlägen unterhalb der Streckgrenze. Ermittlung des Spannung-Dehnung-Verhaltens, der Ultraschallschwächung und der Koerzitivfeldstärke in Abhängigkeit von der Lastspielzahl. Einfluß der Korngröße im Bereich von 13 bis 45 μm Dmr. Veränderung der Versetzungsanordnung. Deutung der Versuchsergebnisse mit Hilfe der Versetzungstheorie unter der Annahme einer von Teilbereichen ausgehenden plastischen Verformung. Grenzspannungsausschlag für beginnende Entfestigung, Elastizitätsgrenze bei Wechselbeanspruchung, Versetzungsaufstauspannung und Beitrag der Eigenspannungen im Korngrößenbereich. Ablauf der Entfestigung. Einfluß der Verformungsverfestigung.     

Der Amplitudeneinfluß auf die Bildung von Ermüdungsanrissen in gehärteten und kugelgestrahlten Biegeproben aus Stahl Ck 45

Biegewechselversuche mit gehärteten sowie gehärteten und kugelgestrahlten Stahlproben aus Ck 45. Röntgenographische Ermittlung der oberflächennahen Eigenspannungstiefenverteilungen. Aufnahme von Wöhler-Kurven. Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen der Bruchflächen zur Bestimmung des Rißentstehungsortes. Zusammenhang zwischen Spannungsamplitude und Ort der Rißentstehung. Deutung der Versuchsergebnisse als Folge eigenspannungsbeeinflußter lokaler Wechselfestigkeiten.     

Zerstörungsfreie Ermittlung der Mangansulfidausbildung in Automatenstahlknüppeln durch Messung der Ultraschallgeschwindigkeit

Vergleichende Untersuchung über die Ermittlung der Ausbildungsform (im wesentlichen Einformungsgrad) der Mangansulfide in Automatenstählen mit einem quantitativen Fernsehmikroskop sowie durch Messung der Ultraschallgeschwindigkeit. Einfluß von Zusatzelementen auf die Ausbildungsform der Mangansulfide sowie der Probenlage (längs oder quer) auf die Schallgeschwindigkeit. Anwendung des Verfahrens bei der Prüfung einer größeren Zahl von Schmelzen und von Knüppeln unterschiedlicher Lage in bezug auf den Rohblock.     

Meßmethode und Meßgerät für die zerstörungsfreie Bestimmung der Korngröße in Tiefziehblechen und Tiefziehbändern aus Stahl

Ein Prinzip für automatische, zerstörungsfreie Ermittlung der Korngröße von Tiefziehstählen wird zusammen mit dem im Handel erhältlichen Laboratoriumsgerät, das sich auf dieses Prinzip stützt, beschrieben. Die in einigen Stahlwerken durchgeführten umfassenden Messungen der Korrelation zwischen magnetisch und optisch ermittelten Korngrößen werden beschrieben. Einige wichtige Gesichtspunkte hinsichtlich der Bedienung des Gerätes werden besprochen.     

Einfluß von Restaustenit auf die Korngröße des Austenits nach der Reaustenitisierung von Stählen für schwere Schmiedestücke

Die Korngröße des Austenits nach der Reaustenitisierung von Stählen für schwere Schmiedestücke wurde in Abhängigkeit von der Art des Ausgangsgefüges, den Wiedererwärmungsbedingungen und den chemischen Zusammensetzungen untersucht. Besonders wurde der Einfluß von Restaustenit im Ausgangsgefüge auf die Korngröße des Austenits nach erneuter Austenitisierung betrachtet. Nach den Ergebnissen bleibt das Austenitkorn bei der Reaustenitisierung von Gefügen der Martensitstufe und der unteren Bainitstufe grob, wenn bei der Wiedererwärmung werkstoffabhängige Grenzerwärmungsgeschwindigkeiten unterschritten werden. Maßgeblich für eine mit zunehmender Erwärmungsgeschwindigkeit – in Abhängigkeit auch von den örtlichen chemischen Zusammensetzungen – mögliche Austenitkornverfeinerung ist das zeitabhängige Wachsen von Restaustenitfilmen zwischen den Kristalliten des Ausgangsgefüges in Konkurrenz zu den Anlaufzeiten für Keimbildung und -wachstum an den Grenzflächen Carbid/Ferrit. Ist wenig oder kein Restaustenit vorhanden, wie in einigen Gefügen der Bainit- bzw. der Perlitstufe, so entsteht der Austenit unabhängig von den Wiedererwärmungsbedingungen durch Neubildung und Wachsen von Austenitkeimen an den Grenzflächen Ferrit/Carbid. Unter den gegebenen Versuchsbedingungen entstand dabei immer ein feines Austenitkorn.     

Ermittlung der Korngröße von austenitischem Stahl aus der Ultraschalldämpfung

Ultraschalldämpfungsmessungen im Frequenzbereich von 3,0 bis 45,0 MHz an Blechen aus nichtrostendem austenitischem Stahl mit rd. 17,5% Cr, 2,25% Mo, 11,5% Ni und Niob sowie mit unterschiedlicher Korngröße. Erörterung der Ergebnisse.     

Übergang des Schwefels aus druckluftzerstäubten Heizölflammen auf Stahl

Einflußgrößen des Schwefelübergangs aus Ölflammen auf Stahl. Untersuchungen der Schwefelbewegung in einem Versuchsofen für die Übertragbarkeit auf großtechnische Anlagen, wie z. B. den Siemens-Martin-Ofen. Ermittlung der Schwefelkonzentration an verschiedenen Punkten der Flamme und in Stahlproben in Abhängigkeit der Flammenzerstäubung. Rechnerischer Nachweis des Schwefelübergangs aus Flamme und Gasphase in Zunder und Stahl. Metallographische Untersuchungen der Schwefelaufnahme in den Zunder und Stahl. Folgerungen aus den Ergebnissen für den großtechnischen Betrieb.     

Beitrag der flüchtigen Badkomponenten im Rührgas zur Rührleistung und Mischzeit zu verschiedenen Zeitpunkten des Frischens

Die bisherige gute Bewährung der Methode der digitalen Systemsimulation ermutigte zu dem Versuch einer Simulierung einiger Vorgänge im Konverter zu bestimmten, isoliert betrachteten Zeitpunkten unter realen Bedingungen. Ausgehend von jeweils vorgegebenen Badzusammensetzungen werden die Folgen einer Inertgaszufuhr zu einem 250-t-Stahlbad untersucht. Mit fortschreitendem Frischverlauf steigt die von den Gasblasen im Bad induzierte Leistung deutlich an. Die bei gleichbleibendem Inertgaseinsatz durch den Konverterboden erzielte Rührleistung hängt im starken Maß von der Konzentration der in der Schmelze vorhandenen flüchtigen Komponenten ab. Beispielsweise erlaubt erst ein günstiger werdendes Sauerstoffangebot für den Badkohlenstoffgehalt eine verstärkte CO-Bildung. Die zusätzliche Gasentwicklung erhöht sehr deutlich die erzielbare Rührleistung. Die Beiträge der einzelnen Gassorten in den aufsteigenden Blasen zur Gesamtleistung sind zu den verschiedenen betrachteten Zeitpunkten unterschiedlich. Bei hohen Badkohlenstoffgehalten dominiert der Beitrag des Argons, der (obwohl auch er wächst) bei späteren Zeitschnitten zunehmend und deutlich von dem des CO-Anteils übertroffen wird. Die Untersuchung der Zusammensetzung der Gasblasen beim Verlassen des Stahlbades zeigt deutlich den Einfluß der Badzusammensetzung. Bei Frischbeginn bestehen die Gasblasen überwiegend aus Argon, bei Frischende überwiegend aus CO; Rührgas und das Reaktionsgas CO verhalten sich fast spiegelbildlich. Beim Stickstoff macht sich sein Minimum im Badgehalt bemerkbar. Die Geschwindigkeiten des Stahlbades über den Rührgas-Einblaselementen und in den äußeren Zonen der Schmelze werden mit fortschreitendem Frischverlauf immer höher und steigen mit dem Volumenstrom des pro Kanal eingeblasenen Rührgases. Die Mischzeiten im Stahlbad werden mit zunehmendem Gesamtrührgasdurchsatz und zunehmendem Stofftransport in die Rührgasblasen kürzer. Die Simulationsergebnisse erlauben eine Deutung für die im Schrifttum zu beobachtende immer häufigere Nennung niedriger spezifischer Rührgasströme: Sie erzeugen bei Frischbeginn relativ große Mischzeiten (und fördern damit die Schlackenbildung), erzielen jedoch bei Frischende fast die gleichen niedrigen Mischzeiten wie höhere spezifische Rührgasströme.     

Einfluß von Temperatur und Haltedauer beim Spannungsarmglühen auf den Abbau innerer Spannungen und die mechanisch-technologischen Eigenschaften von Stahl 22 NiMoCr 3 7

An einer Bramme aus einer Schmelze des Stahles 22 NiMoCr 3 7 mit rd. 0,2% C, 0,6% Mn, 0,45% Cr, 0,6% Mo und 0,95% Ni Durchführung von Untersuchungen über den Einfluß der Temperatur und der Haltedauer beim Spannungsarmglühen auf die mechanischen Eigenschaften und den Abbau von inneren Spannungen durch Ermittlung der Kennwerte im Zugversuch bei 20 und 350 °C, der Übergangstemperatur im Kerbschlagbiegeversuch für Kerbschlagzähigkeiten von 27 J und 41 J und 50% Anteil an kristallinem Bruchgefüge sowie der Übergangstemperatur im Fallgewichtsversuch (NDT-Temperatur) an bei Temperaturen im Bereich von 450 bis 730 °C jeweils bis zu 100 h geglühten, der Bramme in Querrichtung entnommenen Proben. Härtemessungen in der Wärmeeinflußzone von IIW-Aufschweißproben nach entsprechenden Glühungen. Zeitstand-Zugversuche bei Temperaturen von 450 bis 730 °C mit unterschiedlicher Beanspruchungshöhe und -dauer bis zum Erreichen einer bleibenden Dehnung von wenigstens 0,2%. Erörterung der Ergebnisse mit Folgerungen, besonders für den durch die Verringerung der Härte und die Parameter im Zeitstandversuch mittelbar gekennzeichneten Abbau von inneren Spannungen sowie (hieraus resultierend) für eine vereinfachte Glühbehandlung von Schweißverbindungen.     

Die Werkstoffbeanspruchung im quergepreßten Seildraht – Hochfester Stahldraht für Seile und Bündel in der Bautechnik

An einem Runddraht mit 4 mm Dmr. der fünften Lage eines vollverschlossenen Spiralseiles mit 80 mm Dmr. Ermittlung der mechanischen Beanspruchungen, die sich aus ruhenden und wechselnden Lasten auf einen Runddraht im Drahtverband eines Spiralseiles ergeben. Für die zulässige Gebrauchslast quantitative Bestimmung der Größe und des Verlaufs der Spannungen im Draht als Folge der Vorbehandlung, der Verseilung und seiner Lagerungsbedingungen im Seil. Errechnung von Vergleichsspannungen als Maßt ür die Größe der Werkstoffanstrengung im Draht. Die Länge der Reibwege von benachbarten Drähten für den Wechsellastanteil.     

Vergleich von Kriterien zur Bewertung der Sprödbruchneigung von Baustählen aus Kerbschlag- und Bruchmechanikversuchen

Kennzeichnung der Sprödbruchneigung mittels Kriterien aus den Kerbschlag- und Bruchmechanikversuchen der Stähle St 37-3 mit 0,08% C, 0,17% Si, 0,45% Mn, 0,019% P und 0,017% S sowie St 52-3 mit 0,13% C, 0,2% Si, 1,19% Mn, 0,017% P und 0,018% S mit vier und zwei verschiedenen Korngrößen zwischen rd. 10 und 100 μm. Gegenüberstellung von Bruchzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit. Vergleich einiger Übergangstemperaturkriterien unter Berücksichtigung der statischen und dynamischen Streckgrenze. Angabe von Versprödungsfaktoren.     

Einfluß von Werkstoffzusammensetzung und Ferritkorngröße auf die Konstanten der Ludwik-Gleichung

Beschreibung der Spannung-Dehnung-Kurve ferritischer und ferritisch-perlitischer Stähle mit der Ludwik-Gleichung. Einfluß der Korngröße auf den Vorfaktor der Ludwik-Gleichung. Anstieg des Vorfaktors mit zunehmendem C- und Mn-Gehalt sowie mit steigendem Perlitanteil am Gefüge. Korngrößenunabhängigkeit des Verfestigungsexponenten. Einfluß des C- und Mn-Gehaltes auf den Verfestigungsexponenten.     

Modelluntersuchungen zur Strömung und Durchmischung in metallurgischen Pfannen

Im Rahmen der vorgelegten Arbeit wurden praktische und theoretische Untersuchungen an Wassermodellen von bodengeblasenen metallurgischen Pfannen durchgeführt. Um die Strömungsverhältnisse herauszuarbeiten, wurden zunächst Lichtschnittuntersuchungen durchgeführt. Dabei wurden das H/D-Verhältnis und der Gasdurchsatz in weiten Bereichen variiert. Die Lichtschnittuntersuchungen vermittelten Erkenntnisse über die Abhängigkeit der Vermischungsvorgänge von den Versuchsparametern. In gleicher Weise wurden Farbspur- und vor allem Laser-Doppler-Anemometer-Versuche zur Ermittlung der lokalen Strömungsgeschwindigkeiten durchgeführt. Besondere Beachtung wurde dem Bodenbereich geschenkt, der durch die Partikeleinstreumethode nochmals gesondert untersucht wurde. Der Vergleich von berechneten Strömungsverläufen mit den tatsächlich beobachteten zeigt, daß tendenziell vergleichbare Zusammenhänge bestehen. Im einzelnen ist aber für die Beurteilung von Reaktorteilräumen die Erfassung der Strömungsverhältnisse, Teilraumgrößen und Konzentrationsverläufe aus unmittelbaren Messungen notwendig. Die theoretischen Berechnungen der Konzentrationsverläufe aus einer mathematischen Beschreibung des Pfannenmodells mit Hilfe von drei ideal gemischten Teilräumen ergab qualitativ vergleichbare Zeitabhängigkeiten, wie die unmittelbaren gemittelten Messungen an verschiedenen Stellen im Pfannenmodell. Die Durchmischung wird hiernach durch den Umlaufstrom bzw. die Massenaustauschströme zwischen den Teilräumen, die Teilraumgrößen und ihre Anordnungen bestimmt. Die physikalischen Bedingungen wie Rühren bzw. Antrieb durch das Gas bestimmen sowohl die Massenströme als auch die Ausbildungsformen und Größen der Teilräume.