Untersuchungen zur Vergasung von Koks mit Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Gemischen

Aussagen über die Bedeutung der Boudouard-Reaktion für den Hochofenprozeß. Messungen der Reaktionsgeschwindigkeit von Koks nach gravimetrischen Verfahren zur Ermittlung der Einflüsse von Temperatur, Gaszusammensetzung und Stückgröße im Bereich von 900 bis 1100 °C in Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Stickstoff-Gemischen an Schüttungen mit Stückgrößen von 10 bis 60 mm und an Einzelstücken. Erörterung von mathematischen Ansätzen zur Beschreibung der Reaktionsgeschwindigkeit von Koks.     

Die Koerzitivfeldstärke von reinem Eisen sowie reinen Eisen-Silizium- und Eisen-Aluminium-Legierungen in Abhängigkeit von der Erschmelzung und von der Wärmebehandlung

Ermittlung der Koerzitivfeldstärke, der Korngröße und der Gehalte an Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor an vakuumerschmolzenen und zonengeschmolzenen Proben mit bis zu 5,1% Si und 2,1% Al nach den Wärmebehandlungen 880° 10 h (H₂)/Ofen und 1300° 60 h (H₂)/Ofen → 840° 20 h (H₂)/Ofen. Erörterung der Ergebnisse, besonders der Abhängigkeit der Koerzitivfeldstärke von der Korngröße.     

Berechnung der Gleichgewichtszusammensetzungen und Rußgrenzen im System C–CH4–H2–CO–H2O–CO2

Rechenprogramm zur Ermittlung der thermodynamischen Gleichgewichte im System C–CH₄–H₂–CO–H₂O–CO₂. Hinweise auf die Anwendungsmöglichkeiten der Rechnungen, und zwar auf die Kohlevergasung, auf die Spaltung von Kohlenwasserstoffen zur Reduktionsgaserzeugung, auf Oxidations- und Reduktionsvorgänge oder auf Ent- und Aufkohlungsreaktionen. Berechnung der Gleichgewichtszusammensetzungen in der Gasphase, der Rußgrenzen und der Aktivitäten von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in Abhängigkeit von Temperatur und Gesamtdruck. Erörterung des Verlaufs der Rußgrenzen mit Hilfe der Gleichgewichte für den Methanzerfall und die Boudouard-Reaktion.     

Einfluß der thermischen Behandlung beim Schweißen auf das Auflösungs- und Ausscheidungsverhalten von Mikrolegierungselementen in der WEZ von Feinkornbaustählen

Elektronenoptische Untersuchung. Auflösungs- und Ausscheidungsverhalten bei schweißsimulierender Wärmebehandlung in Abhängigkeit von der Lagenzahl und Abkühlzeit t_8/5. Statistische Erfassung von Größe, Zahl und Verteilung der ausgeschiedenen Teilchen.     

Untersuchungen über die Benetzbarkeit von festen Oxid- und Sulfidphasen mit Reineisenschmelzen und Schmelzen nichtrostender Stähle

Messung der Oberflächenspannung von Reineisenschmelzen und von legierten Stahlschmelzen mit 16 bis 25% Cr und 5 bis 20% Ni nach den Verfahren des ruhenden Tropfens und des maximalen Blasendrucks. Erörterung der Einflußgrößen auf Meßwerte. Abschätzung der Tendenz zum Aufsteigen von MgO-, CaO-, ZrO₂-, MnO-, SiO₂- und CaS-Einschlüssen im flüssigen Stahl.     

Dauerschwingverhalten von Baustählen und Rißausbreitung unter Zug-Druck-Wechselbeanspruchung mit gleichbleibenden und veränderlichen Spannungsausschlägen

Zug-Druck-Dauerversuche mit gleichbleibenden und veränderlichen Spannungsausschlägen an gekerbten Flachproben (α_k = 2,7) der Baustähle St 37-3 und St 52-3. Erfassung der Versuchseinzelwerte in einem erweiterten Wöhler-Schaubild durch Darstellung von Wöhler-Linie, Schadenslinie und Grenzlinie der Verformungsspuren für einstufige Beanspruchung sowie der Lebensdauerlinie des Betriebsfestigkeitsversuches, Aufzeichnung der Rißausbreitung während der einstufigen und mehrstufigen Schwingversuche mit Hilfe einer optischen Registriereinrichtung. Abhängigkeit der Rißausbreitung von der Lastspielzahl und den Spannungsausschlägen.     

Über den Einfluß von Wärme- und Stoffübergang bei heterogenen Reaktionen zwischen Gasen und dichten Festkörpern

Allgemeine Betrachtung über heterogene Reaktionen zwischen Gasen und Feststoffen und Erörterung der maßgebenden Gleichungen für den Abbau von festen Ausgangsstoffen: Darstellung der Bedeutung von Stoffübergang, Porendiffusion, chemischer Kinetik, Wärmeübergang und Wärmeleitung für den Reaktionsablauf. Definition einer neuen Beziehung für die Reaktionsgeschwindigkeit für geringe Gleichgewichtsabweichungen in der Gasphase zur Beschreibung des Einflusses der einzelnen Teilschritte. Als Beispiel Darstellung des Einflusses von Wärme- und Stoffübergang auf den Reaktionsablauf.     

Zum Einfluß von Temperatur und Beanspruchungsgeschwindigkeit auf die Zähigkeitskennwerte des Stahls C10 mit unterschiedlicher Korngröße

Untersuchungen an dem unlegierten Stahl C10 in zwei verschiedenen Korngrößen. Ermittlung der Rißzähigkeit K_lc und der kritischen Rißaufweitung δ_c in Abhängigkeit von der Temperatur bei quasistatischer und schlagartiger Beanspruchung. Hinweise auf die Dehnungen an der Rißspitze durch Aufnahmen des rekristallisierten Gefüges. Überprüfung von analytischen und empirischen Korrelationen zwischen Rißzähigkeit, Spaltbruchspannung, Streckgrenze und Verfestigungsexponent.     

Die binäre Diffusion von Kohlendioxid,Kohlenmonoxid und Stickstoff in Kammerkoks und Formkoks

Theoretische Grundlagen zur Auswertung von Diffusionsmessungen. Beschreibung der bei Raumtemperatur und bei höheren Temperaturen angewendeten Meßmethoden. Meßergebnisse für die Gegendiffusion von CO₂ und CO bzw. CO und N₂ in Kammerkoks und Formkoks. Vergleich der Ergebnisse mit denen anderer poröser Systeme (Schüttungen, Preßlinge, Reaktor- und Elektrodengraphit). Diskussion der Abbrand- und Temperaturabhängigkeit.     

Zur Auswertung von Großzugversuchen und Scharfkerbbiegeversuchen an Stählen auf werkstoffmechanischer Grundlage

Sicherheitsanalyse von Bauteilen. Beurteilungskriterien; Großzugversuche; Scharfkerbbiegversuche; Versuche mit ungekerbten Kleinproben. Kraft-Verlängerungs- und Kraft-Kerböffnungs-Schriebe und ihre Zuordnung zur Bruchfläche. Bedeutung der Fließlinien; charakteristische Temperaturen T_gy, t_s und T_d; Temperaturabhängigkeit der Streckgrenze; Spaltbruchfestigkeit. Bedeutung der Fließgrenze von gekerbten oder angerissenen Proben und Bauteilen σ_gr Constraintfaktor. Spannungen und Dehnungen innerhalb und außerhalb der plastischen Zone; plastischer Spannungskonzentrationsfaktor; Übertragbarkeit von T_gy     

Untersuchungen zur Auflösung von Kalkeinkristallen in FeOn-SiO2-Schmelzen

Überlegungen zum Ablauf der Kalkauflösung. Beschreibung der verwendeten Versuchseinrichtung. Mikroskopische Untersuchungen am Gefüge erstarrter Schmelzen. Aufnahme von Si- und Ca-Intensitäts- sowie FeO-, CaO- und SiO₂-Konzentrations-Profilen mit dem Elektronenstrahl-Mikroanalysator. Einfluß geringer P₂O₅-Gehalte in der Ausgangsschmelze auf die Kalkauflösung.     

Einfluß von Spannung,Temperatur und Bruchzähigkeit auf das Rißfortschrittsverhalten eines hochfesten Stahles unter Zugschwellbeanspruchung

In Zugschwellversuchen wurden das stabile und das beschleunigte Rißfortschrittsverhalten an einem hochfesten Stahl mit einer R_p.02-Grenze von 1100 N/mm² untersucht. Die geringe plastische Zone im Rißgrund ermöglichte eine bruchmechanische Charakterisierung der Rißausbreitung. Hierbei wurden die Größen n und Ig C der Paris-Gleichung sowie der Punkt K_b der bezogenen Rißfortschrittskurve in Abhängigkeit von Spannung, Temperatur sowie der Bruchzähigkeit bestimmt. Der Zusammenhang zwischen n und Ig C bei unterschiedlichen Beanspruchungsbedingungen wurde durch eine Regressionsanalyse ermittelt.     

Kerbempfindlichkeit und kritische Spannungsintensitätsfaktoren von Hartmetallegierungen

Elektronenmikroskopische Untersuchung der Bruchflächen sowie Ermittlung der Kerbempfindlichkeit von Wolframcarbid-Kobalt- und Wolframcarbid-Titancarbid-Tantalcarbid-Kobalt-Hartmetallegierungen. Verfahren zur Messung der kritischen Spannungsintensitätsfaktoren bei Hartmetallen. In Biegeversuchen an gekerbten Proben Ermittlung von K_Ib-Werten; Untersuchung ihrer Legierungs- und Temperaturabhängigkeit sowie der Möglichkeiten der Kerbausheilung. Arbeitshypothese zur Deutung von Zusammenhängen zwischen den K_Ib-Werten und dem Verschleißverhalten von Hartmetallegierungen.     

Elektrolytische Desoxidation von Eisenschmelzen

Übersichtsbericht zur elektrolytischen Desoxidation von Eisenschmelzen mit Hilfe von Festelektrolytzellen aus dotiertem ZrO₂ oder ThO₂. Laborversuche zur elektrolytischen Desoxidation von Eisenschmelzen bei Gehalten an gelöstem Sauerstoff zwischen 0,050 und 0,00002%. Einfluß der Stromstärke, des Rührens der Schmelze, der Reoxidation der Schmelze über die Gasphase und die Auflösung feuerfester Oxide sowie der Elektronenteilleitfähigkeit der Festelektrolyte auf die Desoxidationsgeschwindigkeit und die erzielbaren Endsauerstoffgehalte der Eisenschmelzen.     

Zur Untersuchung von Ausscheidungsvorgängen in warmfesten Stählen mit rd. 12% Cr bei 500 und 600 °C

Metallographische, elektronenmikroskopische und röntgenographische Untersuchung des Gefügezustandes von sieben verschiedenen warmfesten Stählen mit rd. 0,20% C, rd. 12% Cr und Gehalten an Molybdän bis 2,2%, Vanadin bis 1,11% und Wolfram bis 3,97% nach dem Lösungsglühen bei 1300 °C und Abschrecken in Wasser sowie nach anschließendem Glühen bei 500 und 600 °C während 0,5 bis 5000 h. Gehalt an δ-Ferrit im lösungsgeglühten Zustand. Nachweis der aufeinanderfolgenden Carbidausscheidungsreaktionen im angelassenen Martensit und der Bildung von Lavesphase in δ-Ferrit bei Anwesenheit von Molybdän oder Wolfram. Härteänderung in Abhängigkeit von der Glühdauer. Einfluß der Keimbildungsbedingungen auf den Anstieg der Härte durch Ausscheidung von M₇C₃.     

Messung von Phasen im Sinter und die Auswirkung bestimmter Phasen auf den Koksverbrauch im Hochofen

Mit einem Bildanalysesystem werden die im Sinter mit unterschiedlicher Basizität sich ändernden Phasenanteile gemessen. Die bei höher basischem Sinter vermehrt auftretenden Schwierigkeiten der Differenzierung der Sinterphasen werden auf die Überlappung der Grauwertreflexionsbereiche von Kalkferriten und Magnetit zurückgeführt. In Gleichgewichtsmessungen mit CO/CO₂-Gemischen in einer Thermowaagenanlage konnte gezeigt werden, daß insbesondere der C₂F nahezu unabhängig von der Temperatur erst bei einer Gaszusammensetzung von CO₂’ = 21 % zu Eisen und CaO umgesetzt wird. Dieses Ergebnis ist um so mehr von Bedeutung, als daß alle Arten der Kalkferrite während ihrer Reduktionsumsetzung diesen Ferrit C₂F bilden. Für den Sauerstoffaustausch zwischen absinkendem Möller und aufsteigendem reduzierendem Gas bedeutet die Reduktion der Ferrite C₂F, CF und CF₂ bei 900°C für die den Brennstoffverbrauch bestimmende Wüstitecke eine Verschiebung sowohl in Richtung mehr abzubauenden Sauerstoffes als auch zu höherem Reduktionspotential. Für eine ausgeglichene Wärme- und Sauerstoffbilanz im Hochofen bedeutet dies, daß das Reduktionsvermögen des aufsteigenden Gases an der den Brennstoffverbrauch bestimmenden Wüstitecke höher liegen muß. Dies hat zur Folge, daß zunehmende Kalkferritanteile im Sinter zu einem Anstieg des Brennstoffverbrauches führen.     

Keramische Eigenschaften von Calciumzirkonat bei Temperaturen bis 1600 °C

Zusammenstellung von Schrifttumsangaben über Kristallstruktur, Zustandsbereich und thermische Ausdehnung von Calciumzirkonat CaZrO₃ und mit Calciumoxid stabilisiertem Zirkonoxid ZrO₂ im Hinblick auf den Einsatz des CaZrO₃ als Festelektrolyt zur Messung der Sauerstoffaktivität in Metallschmelzen. Untersuchung des Sinterverhaltens, der Gefügeausbildung und der Temperaturwechselbeständigkeit von Calciumzirkonat mit ZrO₂- oder CaO-Überschuß. Voraussetzungen für die Herstellung gasdichter CaZrO₃-Formkörper und Nachweis einer höheren Temperaturwechselbeständigkeit des Calciumzirkonats im Vergleich mit CaO-teilstabilisiertem Zirkonoxid.     

Benetzbarkeit von festen CaO-MgO-SiO2 - und Al2O3-SiO2-CaO-Oxiden durch flüssigen Stahl

Ermittlung der Benetzbarkeit von gesinterten Oxidmischungen der Systeme CaO–MgO–SiO₂ und Al₂O₃–SiO₂–CaO durch eine hochlegierte Eisenschmelze mit rd. 20 % Ni und 25 % Cr zur Simulation der Verhältnisse bei der Stahlerzeugung beim Kontakt zwischen Schmelze und feuerfester Zustellung. Aussagen zum Einfluß der Oberflächenrauheit des Oxids. Erörterung des Verhaltens exogener Einschlüsse aus den untersuchten Oxiden in der Schmelze.     

Die Auswertung von Großzugversuchen an schweißbaren Baustählen unterschiedlicher Festigkeit nach einem Energiekonzept unter Berücksichtigung des stabilen Rißwachstums

Großzugversuche. Versuche mit Hillproben. Werkstoffe: RSt 37-2, St 52-3, 22 NiMoCr 37, StE 47, StE 70. Kraft-Verlängerungs-Diagramme. J-Integral in Abhängigkeit von der Verlängerung. J-Werte bei gerade erreichtem vollplastischen Zustand J_gy und bei Beginn des stabilen Rißwachstums J_i. Einfluß der Fließgrenze. Kritische J-Werte in Abhängigkeit von der Temperatur. Einfluß der Kerbschärfe: Kerbe und Risse; erstmaliges Auftreten des stabilen Anrisses; duktiler Bruch. Zusammenhang zwischen bleibender Verschiebung der Kerbflanken bis zum Bruch bei T_s und Hauptformänderung bis zum Bruch bei der Hillprobe. Korrelation zwischen der Bruchspannung der Hillprobe und der größten Hauptnormalspannung im Kerbgrund bei Beginn des stabilen Rißwachstums. Zusammenhang zwischen der Hauptformänderung bis zum Bruch bei der Hillprobe und dem J-Wert bei Beginn des stabilen Rißwachstums.     

Gefügeaufbau von Karbonyleisenpulver

Modellvorstellung für die Bildung der Pulverteilchen. Bestimmung von Kristallitgröße und Gitterverzerrungen eines Karbonyleisenpulvers aus der Röntgenlinienbreite. Änderung dieser Werte durch eine Glühbehandlung. Nachweis von Fe₃C und Fe₄N. Elektronenmikroskopische Gefügeuntersuchung mit Lackabdrücken. Messung der Mikrohärte.