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.     

Pulvermetallurgische Beiträge zu den Dreistoffsystemen Eisen–Wolfram–Kohlenstoff und Eisen–Molybdän–Kohlenstoff

Ausgangsstoffe und Arbeitsverfahren. System Fe–W–C; Abgrenzung gegen hohe Kohlenstoffgehalte; Entstehung des Doppelkarbids; Schmelzfläche; Verteilung der festen Phasen; Dreiphasendreiecke. System Fe–Mo–C; Abgrenzung; Bildung des Doppelkarbids; Schmelzfläche; Verteilung der festen Phasen; Dreiphasendreiecke; Bildung des Fe₂MoC.     

Das Hochofenschlackensystem Al2O3–CaO–MgO–SiO2 bei 1600, 1500 und 1400 °C

Beschreibung von Sättigungsflächen im System Al₂O₃–CaO–MgO–SiO₂ durch isotherme Schnitte im Konzentrationsbereich der Hochofenschlacken für 1600, 1500 und 1400 °C. Räumliche Tetraederdarstellungen und quantitative Grundrißprojektionen nach Überprüfung und Neufestlegung der Grenzflächen des homogenen Schlackenraumes durch Sättigungsschmelzen. Vollständige Darstellung des Grundsystems Al₂O₃–CaO–SiO₂ für 1600, 1500 und 1400 °C. Beispiel für die Anwendung der quantitativen Grundrißprojektion zur Einschätzung der Heterogenität von flüssigen Hochofenschlacken.     

Die Gleichgewichte des Systems Eisen–Kohlenstoff–Sauerstoff im Temperatur- und Konzentrationsbereich des flüssigen Stahls und ihre Beeinflussung durch Phosphor,Mangan und Schwefel

Gleichgewichtskonstanten und Wechselwirkungsparameter im System Fe–C–O–X. Versuchsdurchführung. Ergebnisse und Auswertung der Versuche für das Dreistoffsystem. Der Einfluß von Phosphor, Mangan und Schwefel auf die Aktivität von gelöstem Sauerstoff und Kohlenstoff. Zuordnung der Kohlenstoff-Sauerstoff-Konzentration in zeichnerischer Darstellung und Einfluß des Oasdruckes. Verschiebung der Kurvenlage durch zusätzliche Legierungselemente.     

Schmelzgleichgewichte im System Eisen–Silicium–Calcium

Beschreibung der binären Randsysteme des Systems Eisen–Silicium–Calcium. Untersuchung der Erstarrungsgleichgewichte im Dreistoffsystem mit Hilfe der thermischen Analyse und durch Deutung von Gefügebildern. Schematische Darstellung der Zustandsänderungen an einem vergleichbaren System unter besonderer Berücksichtigung der Wirkung einer von einem Randsystem ausgehenden, weit in das Dreistoffsystem hineinreichenden Mischungslücke. Entwurf des Zustandsschaubildes Eisen–Silicium–Calcium aus den Ergebnissen zum Verlauf der Primärausscheidungsflächen und der Raumkurven doppelter Sättigung. Festlegung der Temperaturen und Konzentrationen der Vierphasenebenen sowie der zugehörigen quasibinären Schnitte.     

Untersuchungen im Schlackensystem Fe–CaO–FeOn–P2O5–SiO2 bei 1600°C

Erläuterungen zur Versuchsdurchführung. Zusammensetzungen der entmischten silikophosphatgesättigten Schlacken auf der phosphorsäure- sowie auf der kalkreichen Seite. Darstellung der Silikophosphatsättigungslinien im Rand-system CaO–P₂O₅–SiO₂ und der Begrenzungslinien der Silikophosphatsättigungsfläche im Vierstoffsystem. Untersuchung der einphasigen silikophosphatgesättigten Schlacken.     

Gemeinsamer Einfluß yon Mangan- und Magnesiumoxid auf die Schlackengleichgewichte im System Fe–CaO–FeOn–SiO2 bei 1600 °C

Ebene Darstellung eines Vielstoffsystems durch mehrfache Parallelprojektion. Schlackengleichgewichte im System Fe–CaO–FeO_n–SiO₂–MnO_n–MgO bei 1600 °C. Mikroskopische Untersuchung der Schlackenphase. Theoretische Entwicklung von Sättigungslinien für ausgewählte konstante Gehalte von Einzelstoffen. Erörterung der Ergebnisse im Hinblick auf ?LD?- und Siemens-Martin-Schlacken.     

Der Einfluß des Magnesiumoxyds auf die Gleichgewichte im System Fe–CaO–FeOn–SiO2 und auf die Schwefelverteilung bei 1600 °C

Entwurf des Schlackenzustandsschaubildes CaO–FeO_n–SiO₂–MgO. Überprüfung dieses Modells durch Versuche. Darstellung der Sättigungsflächen. Mikroskopische Untersuchungen der Schlacken. Verteilung des Schwefels zwischen Schlacke und Eisenbad. Einfluß geringer Magnesiumoxydgehalte auf die Schwefelverteilung.     

Verlauf der Kalksättigung im System FeO–Fe2O3–CaO–SiO2–P2O5–MgO–MnO beim Gleichgewicht mit einer Eisenschmelze

Durch Auswertung zahlreicher, in Laborversuchen bei 1580–1650°C erschmolzener kalkgesättigter Schlacken mit gleichzeitigen Gehalten an FeO, Fe₂O₃, SiO₂, P₂O₅, MgO und MnO ist die aus metallurgischen Gründen angestrebte Kalksättigung komplexer Schlacken der Stahlerzeugung für 1600°C neu festgelegt worden. Ausgehend von der Beschreibung der Schlackenzusammensetzungen in den Grundsystemen CaO′–FeO′_n–SiO′₂ und CaO′–FeO′_n–P₂O₅ wird dabei die Beeinflussung der Kalksättigung durch MgO und MnO sowie qualitativ durch dreiwertige Eisenanteile angegeben. Die untersuchten Schlacken lassen in beiden Grundsystemen einen stetigen, von hohen FeO′_n-Gehalten bis hinunter zu Massengehalten von 8% gültigen Verlauf der Kalksättigung ohne einsetzende Dicalciumsilikat- bzw. Tetracalciumphosphatausscheidung erkennen. Durch die bewertende Umrechnung der P₂O₅-, MgO- und MnO-Gehalte wird eine nahezu alle Komponenten erfassende Darstellung komplexer kalkgesättigter Schlacken in einem einfachen Quasidreistoffsystem CaO^*–FeO^*-SiO^*₂ erreicht und die resultierende, dicht belegte Kalksättigungslinie mathematisch beschrieben. Der Einfluß von Al₂O₃-Gehalten auf die Kalksättigung wird abgeschätzt sowie das maximale Lösungsvermögen der kalkgesättigten Schlacke für MgO durch die Berechnung der Schnittlinie zwischen der Kalk- und der Magnesiowüstitsättigungsfläche festgelegt. Ein Ansatz zur Erfassung des Temperatureinflusses auf die Kalksättigung erlaubt schließlich eine vollständige mathematische Beschreibung der Kalksättigungsgehalte im System CaO^*–FeO^*_n–SiO₂ sowohl in Abhängigkeit von der Schlackenzusammensetzung als auch von der Temperatur. Damit können die Kalkgehalte komplexer Betriebsschlacken unterschiedlicher Temperatur mit den erreichbaren Gleichgewichtssättigungswerten verglichen und die Sättigungszustände der Schlacken nach Berechnung eines Sättigungsgrades S_CaO beurteilt werden.     

Gleichgewichtsuntersuchungen im System Eisen–Mangan–Sauerstoff

Überprüfung der Gleichgewichte zwischen der flüssigen Oxidphase und Eisen. Bestimmung der Zusammensetzung der sättigenden festen Mischkristalle. Bestimmung der Ausscheidungsfläche der (Fe, Mn)O-Mischkristalle im System Fe–Mn–O. Untersuchung der Metall-Schlacke-Gleichgewichte. Entwurf des Dreistoffsystems Eisen–Mangan–Sauerstoff bis zu einem Massengehalt des Sauerstoffs von etwa 28%.     

Untersuchungen über die Konzentrations- und Temperaturabhängigkeit der Stick-stofflöslichkeit in eisenreichen Dreistoffschmelzen Fe–N–Xi

Theoretische Grundlagen. Versuchsanordnung und Versuchsdurchführung. Auswertung und Fehlerabschätzung. Darstellung der Versuchsergebnisse zur Konzentrations- und Temperaturabhängigkeit der Stickstofflöslichkeit im Zweistoffsystem Fe–N und in eisenreichen Dreistoffschmelzen.     

Einfluß physikalisch-chemischer Eigenschaften flüssiger Schlacken auf die Entschwefelung von Schmelzen des Systems Fe–S–CSättigung

Untersuchung des Einflusses der physikalisch-chemischen Eigenschaften von synthetischen Hochofenschlacken des Systems CaO–MgO–SiO₂–Al₂O₃ auf die Entschwefelung von kohlenstoffgesättigten Eisenschmelzen. Ermittlung der Schwefelverteilung zwischen Metall- und Schlackenschmelze in Abhängigkeit von Basizität und MgO-Gehalt. Messung der Viskosität, der Dichte und der Oberflächenspannung der Schlacken. Erörterung der Zusammenhänge zwischen Schwefelverteilung und Schlackeneigenschaften.     

Schmelzgleichgewichte im System FeO–Fe2O3–CaO

Kritische Erörterung von Schrifttumsangaben über den Verlauf der Schmelzgleichgewichte im Zustandsschaubild FeO–Fe₂O₃–CaO. Beschreibung eigener Versuche zur Ermittlung des Verlaufs der Liquidusflächen und der Linien doppelter Sättigung. Nachweis der Gültigkeit des quasibinären Schnittes Eisen-Dicalciumferrit mit Angaben über das ternäre Eutektikum und ternäre Peritektikum. Geschlossene Darstellung der Schmelzgleichgewichte des ternären Zustandsschaubildes.     

Untersuchungen zum System Kalk–Eisen–Sauerstoff

Ermittlung des Liquidusbereiches der Kalksättigung im System Fe–O–CaO im Temperaturbereich 1150 bis 2050 °C durch Versuchsschmelzen mit Kalk-Eisenoxid-Schlacken in einem aus reinem Calciumcarbonat isostatisch gepreßten und bei 1650 °C gesinterten Kalktiegel. Aussagen zum Einfluß des Sauerstoffpartialdrucks auf die Phasengleichgewichte und auf das Lösungsvermögen der Schlacken für Kalk. Mikroskopische Gefügeuntersuchung der abgeschreckten Schlacken zur Abgrenzung der Kalksättigung gegenüber der Dicalciumferritsättigung. Erörterung des Einflusses der Temperatur auf die Schwefelverteilung zwischen Schlacke und Bad.     

Zur Konstitution der eisenreichen Legierungen des Dreistoffsystems Aluminium–Eisen–Silizium

Ermittlung der Phasenzusammensetzung in der Eisenecke des Dreistoffsystems Aluminium–Eisen–Silizium für Aluminiumgehalte bis rd. 50 Atom-% und Siliziumgehalte bis rd. 35 Atom-% und Temperaturen bis zur Solidusfläche durch differentialthermische, röntgenographische und magnetische Messungen und Ermittlung der Mikrohärte. Kennzeichnendes Gefüge. Schema der Phasenänderungen. Räumliches Zustandsschaubild.     

Untersuchungen über den Einfluß der Kieselsäure und des Oxydationsgrades auf die Phasengrenzen,besonders der Mischungslücke,im System CaO–P2O5–FeO–Fe2O3–SiO2 bei 1600 °C

Beschreibung der Versuchseinrichtung und Versuchsdurchführung. Versuchsergebnisse im Schlackensystem, CaO–P₂O₅–FeO–Fe₂O₃ und in Konzentrationsschnitten bei 5, 10 und 15% SiO₂. Einfluß des Sauerstoffpartialdruckes auf die Phasengleichgewichte. Makroskopische und mikroskopische Untersuchung der erstarrten Schlacken. Beschreibung des Verlaufes der Mischungslücke und der Silikophosphatsättigungsfläche.     

Über die Basizität flüssiger Schlacken der Systeme CaO–SiO2 und CaO–Al2O3

EMK-Messungen mit einer Diffusionszelle an flüssigen Schlacken der Systeme CaO–Al₂O₃ und CaO–SiO₂ bei 1600°C. EMK und Sulfidkapazität zeigen lineare Abhängigkeit. EMK-Werte können als relatives Basizitätsmaß gewertet werden.     

Ausscheidungsreaktionen im System Eisen–Mangan

Ermittlung der Gleichgewichtsverhältnisse im System Eisen–Mangan im Temperaturbereich zwischen 780 und 800 °C bei Stoffmengengehalten an Mangan (Mangangehalten in Atom-%) bis zu 8%. Kinetik der Ausscheidungen aus übersättigten α- und γ-Mischkristallen in eisenreichen Legierungen des Systems Eisen–Mangan. Ermittlung der Mengenfunktionen nach dem zweidimensionalen Punktverfahren und Auswertung nach Johnson-Mehl und Austin-Rickett. Untersuchung der in Abhängigkeit von der Temperatur unterschiedlich ablaufenden Ausscheidung aus martensitischem Ausgangsgefüge. Vergleich der Ausscheidungsverhältnisse mit denen im System Eisen–Nickel.     

Mangan- und Sauerstoffgleichgewicht zwischen „LD‟-Schlacken und Eisenschmelzen

Linien gleicher Manganverschlackung und Eisen(II)-oxidaktivität in der Dreiecksdarstellung (CaO)'–(SiO₂)'–(FeO)'. Die Manganverschlackung im Konverter während des Blasens und im Vergleich zum Gleichgewicht. Beziehung zwischen der Manganverschlackung und dem Sauerstoffgehalt der Eisenschmelze im Gleichgewichtsfall in Abhängigkeit von der Temperatur.     

Damaszenerstahl – Geschichte,Legende und Wirklichkeit

Wurmbunte Schweißdamastklingen als ältere Form des Damaszenerstahls gegenüber Gußstahldamast und Wootzstahl. Herstellung eines seitengleichen Rosettendamasts. Mythologische Bedeutung des Damaststahls. Eine wurmbunte, in Deckschichtentechnik hergestellte Flügellanze als Beispiel für Damaststahl. Wertschätzung des Oberflächenaussehens und der Verbesserung der Gebrauchseigenschaften durch Damaszieren. Feuerwaffenläufe aus Damaststahl. Die europäischen Zentren der Damaststahlerzeugung. Bewertung von Damastmustern durch Einteilung in fünf Klassen nach P. P. Anossow.