Der Einfluß von kurzzeitigen Übertemperaturen auf das Zeitstandverhalten von Stahl X 22 Cr MoV 121

Der Einfluß langzeitigen Anlassens auf das Gefüge, die Härte und die Zeitstandeigenschaften von X 22 CrMoV 12 1 wird dargestellt. Thermisch bedingte Gefügeänderungen führen zu einem Härteabfall und können die Beanspruchungsdauer bis zum Bruch gegenüber dem Ausgangszustand bis 70 % vermindern. Die normierte Darstellung der Versuchsdaten ergibt ein Hilfsmittel zur Abschätzung der allein durch Zeit und Temperatur bedingten Lebensdauerverminderung.     

Untersuchungen zur Wärmeübertragung bei der Spritzwasserkühlung von Stahlplatten

Mittels eines instationären Untersuchungsverfahrens wurde der Wärmeaustauschvorgang bei der Wasserabspritzung in einem sich auf die Kühlstrecke einer Warmwalzanlage beziehenden Bereich untersucht. Es wurde der Einfluß von Wasserbeaufschlagungsdichte, Oberflächenstoßdruck, Wasserschicht und Material auf den Wärmetransport überprüft. Die gesamte Oberflächenwärmestromdichte wurde als passende Größe zur Beschreibung der Wärmeübertragung bei der Wasserabkühlung besonders im Bereich der instabilen Filmverdampfung ausgewählt. Quantitativ wurde diese Größe unter verschiedenen Abkühlbedingungen ermittelt. Nach Forderung der Kühlungssimulationsaufgabe wurde die ?Stepwise Regression Procedure“ verwendet, um die Form und die entsprechenden Parameter der Regressionsformeln festzustellen. Die Ergebnisse für X 5 CrNi 18 8 wurden dargestellt. Solche mathematische Darstellungen können Wärmerandbedingungen in den Bereichen der stabilen und instabilen Filmverdampfung sowie der Blasenverdampfung kontinuierlich erfassen. Die Ergebnisse enthalten die wichtigsten Einflußfaktoren, wie einerseits Oberflächentemperatur (150–850°C) und andererseits Wasserbeaufschlagungsdichte (300–1500 l/(m² · min)). Diese Methode eignet sich als Grundlage zur Ermittlung der Wärmerandbedingungen unter den verschiedenen simulierten Kühlungsbedingungen und stellt somit den Ansatz eines zuverlässigen Modells zur Simulation und Optimierung des Warmwalzprozesses bzw. des Wärmebehandlungsprozesses und schließlich auch der ganzen Anlage dar.     

Einfluß von Aluminium und Stickstoff auf die Relaxationsbehinderung von schweißsimulierten warmfesten Feinkornbaustählen beim Spannungsarmglühen

Der Einfluß von Al und N auf die Versprödung beim Spannungsarmglühen wurde an 12 Versuchsschmelzen auf C-Mn-Mo- (Werkstoff A) und C-Mn-Mo-Cr-Basis (Werkstoff B) nach Überhitzungssimulation untersucht. Werkstoff A zeigt lediglich bei der Prüftemperatur von 600°C dehnungsinduzierte und Relaxationsversprödung. Dieser Werkstoff wird also im Bereich der WEZ geschädigt, wenn der Abbau von Eigenspannungen ein Dehnvermögen von mehr als 0,8% erfordert und ein Al/N-Verhältnis von ca. 2 in einem N-Konzentrationsbereich bis maximal 0,012% Massengehalt vorhanden ist. Temperaturinduzierte Versprödung wurde nicht festgestellt. Mit keiner Versprödung ist zu rechnen, wenn die Spannungsarmglühtemperatur auf 640°C angehoben wird, da dann erst bei Dehnbeträgen von über 3% das Verformungsvermögen erschöpft ist. Der nioblegierte Werkstoff B zeigt demgegenüber sowohl temperatur- als auch dehnungsinduzierte Versprödung. Bei einer Prüftemperatur von 600°C wird eine schädigungsfreie Dehnungsaufnahme von ca. 1,0% beobachtet, wobei nach Überschreiten dieses Grenzwertes der Grad der Schädigung vom Al-Gehalt abhängt. Bei der Prüftemperatur von 640°C ist zwar ebenfalls ab ca. 1,1 % bleibender Dehnung mit Werkstoffschädigung zu rechnen, sie ist aber nicht von der Al-Konzentration abhängig. Infolge des höheren Nb-Gehalts von Werkstoff B wirkt sich bei erhöhter Prüftemperatur die Nb(CN)-Phase relaxationsbehindernd aus. Die Versprödungszunahme mit steigendem Al-Gehalt ist auf Ausscheidungshärtung durch feindisperse AIN-Ausscheidungen zurückzuführen.     

Untersuchungen zum Einfluß höherer Mo-Gehalte auf das Korrosionsverhalten von höherfesten nichtrostenden ferritisch-austenitischen Stählen

An geschmiedeten Proben unterschiedlicher Wärmebehandlungsquerschnitte aus ferritisch-austenitischen Stählen mit 20–28% Cr, 1,5–6% Mo, ca. 5% Ni, bis ca. 1,5% Cu und bis zu je 0,25% Nb, V und N wurden Untersuchungen auf interkristalline Korrosion, Lochtraß- und Spaltkorrosion in Cl-haltigen Medien, Salpetersäurebeständigkeit und Spannungsrißkorrosion durchgeführt. Die Untersuchungsergebnisse sind wie folgt: Die untersuchten Stähle erwiesen sich selbst bei größeren Mengen an Ausscheidungen auf den Korn- und Phasengrenzen als beständig gegen interkristalline Korrosion im verschärften Strauß-Test. Ursache hierfür ist die unkritische Cr-Verarmung aufgrund der verhältnismäßig geringen Cr-Abbindungsrate in den auftretenden Nitridmodifikationen. Die Lochfraß- und besonders die Spaltkorrosionsbeständigkeit gegen Cl-Ionen wird ab 3,2% Molybdän sprungartig verbessert. Ab ～4% Mo führt die zunehmende Ausscheidungsmenge besonders bei größeren Wärmebehandlungsquerschnitten wieder zu einem Rückgang der Spaltkorrosionsbeständigkeit. In konzentrierter siedender HNO₃ nimmt die Materialverlustrate mit zunehmendem Mo-Gehalt und mit sinkender Abkühlgeschwindigkeit, entsprechend steigendem Wärmebehandlungsquerschnitt, infolge erhöhter Ausscheidungsmenge auf den Korngrenzen zu. Das SpRK-Verhalten zeigt keine bemerkenswerte Abhängigkeit vom Mo-Gehalt. Ein ferritisch-austenitischer Stahl mit rd. 25% Cr, 3,5% Mo, 5% Ni und festigkeitssteigernden Legierungszusätzen von Nb, V, N, der auch Cu-Gehalte von über 1% enthalten kann, weist bei gleichen Festigkeitskennwerten wie X 4 CrNiMoNbVN 27 6 2 wesentlich verbesserte Cl-lonenbeständigkeit auf. Der auf 0,03% begrenzte C-Gehalt gewährleistet IK-Beständigkeit im verschärften Strauß-Test. Dieser Stahl, der die Bezeichnung X 3 CrNiMoNbVN 25 6 4 (Werkstoff-Nr. 1.4530) trägt, wurde in der Zwischenzeit vorwiegend in Schmiedestücken mit Wanddicken bis zu ca. 180 mm für chemisch und mechanisch hoch beanspruchte Teile im Maschinenbau eingesetzt.     

Systematische Gefügeuntersuchungen am martensitaushärtenden Stahl X 2 NiCoMo 13 15 10

An dem als höchstfest bekannten martensitaushärtenden Stahl X 2 NiCoMo 13 15 10 wurden die Ausscheidungs- und Umwandlungsvorgänge untersucht. Neben der Licht- und Rasterelektronenmikroskopie kam dabei vor allem der Transmissionselektronenmikroskopie die entscheidende Bedeutung zu. Der Einfluß verschiedener Wärmebehandlungen auf das Gefüge wurde durch die Messung der Härte, durch Röntgenbeugung, durch Röntgenmikroanalyse und durch dilatometrische Untersuchungen verfolgt. Die ermittelten Ergebnisse wurden zur Herstellung von Präzisionskaltband auf die betriebliche Wärmebehandlung übertragen.     

Emissionsgradmessungen zur Verbesserung der berührungslosen Temperaturmessung an Stählen unter Berücksichtigung von Oxidationsvorgängen

Die beschriebene Versuchseinrichtung ermöglicht es, Oxidationsvorgänge an Stählen unter definierten Bedingungen vorzunehmen und dabei zugleich Emissionsgradmessungen durchzuführen. Apparative Probleme wie eine freistehende Probenhalterung und -heizung, Erzielung isothermer Meßflächen und exakte Messung ihrer Temperatur, gleichmäßige und zugleich schnell umstellbare Gasanströmung der Probe sowie Fragen der Gasaufbereitung konnten in zufriedenstellender Weise gelöst werden. Die erreichte Meßunsicherheit von ca. 5 bis 15 % erlaubt es, die Tendenzen der von einem bestimmten Gas infolge Temperatur und Zeit an verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Oberflächen bewirkten Emissionsgrad-Veränderungen aufzuzeigen. Die jeweils erzeugten Proben stehen für Analysen der gebildeten Oxide zur Verfügung. Die Auswertung der Messungen liefern sowohl die Emissionsgrade bei den Wellenlängen 0,71, 0,85, 1,0, 1,6 und 2,1 μm und den Gesamtemissionsgrad als auch die, mit den jeweiligen Strahlungspyrometern gemessenen, scheinbaren Temperaturen während der gesamten Beobachtungszeit in laufender Folge als Zahlenwerte. Für Temperaturmessungen in der betrieblichen Praxis können die Anwender aus den ermittelten Emissionsgrad-Zeitdiagrammen unmittelbar die geeignete örtliche Anordnung der Strahlungspyrometer bestimmen. Die einzustellenden Emissionsgrade können aus den Ergebnistabellen abgelesen werden. Die Ergebnisse lassen sich auch zur Beurteilung von Messungen mit Verhältnispyrometern heranziehen. Systematische Messungen an verschiedenen Stählen mit unterschiedlichen Oberflächenbehandlungen in Verbindung mit Analysen und Strukturbestimmungen der Oxidfilme sollen Aussagen ermöglichen, die für die Anwendung der pyrometrischen Temperaturmessung zu erheblichen Verbesserungen führen. Die Untersuchungen der Oxidschichten werden von H. J. Grabke, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH in Düsseldorf durchgeführt. Die bisher vorliegenden Messungen an Baustahl, Kohlenstoffstahl und hochlegiertem Stahl sind im Forschungsbericht ⁹) beschrieben.     

Grundlagen des Thermocoil-Verfahrens zur Herstellung höherfester Betonstähle auf Drahtwalzanlagen

Die anlagentechnischen und technologischen Bedingungen von modernen Drahtwalzanlagen bieten besondere Möglichkeiten zur Herstellung von höherfesten Betonstählen durch thermomechanische Behandlung. Vorverformungen in der Vor- und Mittelstaffel und die hohe und schnelle Endumformung im Drahtblock führen zu einem sehr feinkörnigem Austenitgefüge am Ende des Umformprozesses, das durch eine auf die chemische Zusammensetzung des Stahles abgestimmte Druckwasserkühlung im Anschluß an den Walzprozeß in ein entsprechend feinkörniges Sekundärgefüge, gegebenenfalls kombiniert mit einer partiellen Vergütung (Vergütung der Randzone), umgewandelt werden kann. Die zeitliche Veränderung der Temperaturverteilung über den Querschnitt im Verlauf der Druckwasserkühlung und des nachfolgenden Temperaturausgleichs an Luft läßt sich mit geeigneten mathematischen Modellen berechnen, so daß aus den bekannten Zusammenhängen zwischen Eigenschaften, Struktur und Abkühlbedingungen die anlagentechnischen Parameter für die thermomechanische Behandlung von Betonstählen auf Drahtwalzanlagen rechnerisch ermittelt werden können. Die Beherrschung der beim Durchlauf durch die Wasserkühlstrecke auf den Walzdraht wirkenden Bremskräfte erfordert eine spezielle Technologie für den Betrieb der Drahttreiber.     

Zur Makrorißbildung in ungekerbten Zugproben

Im einachsigen Zugversuch kommt es im Einschnürbereich zu einer verstärkten Hohlraumbildung. Die Vereinigung der Hohlräume führt zu einem Makroriß, der sich rasch vergrößert und den Bruch der Zugprobe bewirkt. Zwei Methoden zur Ermittlung der Größe und Kontur des Makrorisses werden vorgeschlagen, nämlich das Anlaufätzen und die Auswertung der Kontur des Zähbruchanteils an der Bruchfläche bei Mischbruch. Mit diesen Verfahren wurde die Abhängigkeit der Makrorißgröße von der relativen Querschnittsverminderung anhand der Stähle Ck 15, Ck 35 und St 590 untersucht. Für die bis zum Bruch belasteten Zugproben lassen sich zusätzlich die Bruchkennwerte, die Anteile der verschiedenen Brucharten an der Bruchfläche sowie die daraus berechneten Rißzähigkeiten angeben und einige Hinweise auf das Werkstoffverhalten nahe der Übergangstemperatur Mischbruch–Zähbruch ableiten.     

Ausscheidungsvorgänge während der Wärmebehandlung kupferhaltiger Stähle

Kupferzusätze in Stahl können in bezug auf Korrosionswiderstand und Festigkeit vorteilhaft sein. Es wurde der Einfluß von Kupfer auf die Korngröße, mechanische Eigenschaften und Mikrostruktur von quasi-binären Fe-Cu-Legierungen ermittelt. Der Verfestigungseffekt von Kupfer im abgeschreckten Stahl entsteht durch Kornverfeinerung, Mischkristallverfestigung (46 N/mm²/(% Cu)) und eventuell durch Ausscheidung von Kupfer während des Abkühlens. Es gilt einen linearen Zusammenhang zwischen Korngröße und Kupfergehalt. Zwischen einigen mechanischen Eigenschaften (Härte, Zugfestigkeit und Streckgrenze) und dem Kupfergehalt gilt aber nur ein linearer Zusammenhang, wenn keine Cu-Ausscheidung während des Abkühlens nach dem Lösungsglühen stattgefunden hat. Die eventuell auftretende Ausscheidungshärtung während der Abkühlung kann eine Erhöhung der Streckgrenze mit bis zu 130 N/mm² bewirken. Das Auftreten einer Ausscheidung während des Abkühlens wurde elektronenmikroskopisch nachgewiesen. Der theoretische Verfestigungsbeitrag wurde mit Hilfe dieser Messungen berechnet und stimmt gut mit den Ergebnissen überein. Mittels Jominy-Versuchen wurde die notwendige Abkühlungsgeschwindigkeit zur Vermeidung einer Ausscheidung wie folgt bestimmt: ln(Abk. Geschw.) [°C/s] = 1,98 · (% Cu) ? 0,08.     

Auflösungsverhalten von Dolomit in Stahlwerksschlacken sowie Grenzen der Löslichkeit und Folgen für den Feuerfestverschleiß

Das Auflösungsverhalten von gebranntem Dolomit wurde durch Schmelzversuche ermittelt, bei denen stahlwerksähnliche Schlakken mit einem Dolomittiegel reagierten. Die Auflösung des Tiegelmaterials in der Schlacke wurde dabei sowohl unter dem Aspekt des Schlackenbildners Dolomit als auch aus der Sicht MgO-haltigen Feuerfestmaterials ausgewertet. Es konnte verfolgt werden, wie die beiden unverbunden nebeneinander vorliegenden Hauptkomponenten des Dolomitkalks, CaO und MgO, entsprechend ihren jeweils treibenden Kräften, den Abständen zur Sättigung, unterschiedlich schnell in Lösung gehen. Trotz bevorzugter Auflösung des CaO erreicht das MgO wegen eines geringeren Abstandes zur Sättigung eher die Löslichkeitsgrenze, unterstützt durch den Effekt, daß bereits gelöstes CaO die MgO-Sättigungsgehalte erniedrigt, während umgekehrt MgO die CaO-Löslichkeit zunächst durch Zurückdrängen der Dicalciumsilikat-Ausscheidung (?C₂S-Nase”) deutlich, dann an der eigentlichen Kalksättigung noch leicht erhöht. Die Auflösung kommt durch eine rasche Sättigung an MgO zwar nicht völlig zum Stillstand, wird aber stark verlangsamt, so daß die metallurgisch wichtige Kalksättigung bei alleinigem Einsatz von Dolomitkalk als Schlackenbildner nicht erreicht werden kann. Darüberhinaus wird die Schlacke infolge der Übersättigung an MgO heterogen und viskos. Die Auflösung von magnesitischem Feuerfestmaterial konnte simuliert werden, indem nur das Verhalten der MgO-Komponente des Dolomits zu Beginn des Versuchs betrachtet wurde. Die verschleißmindernde Wirkung von MgO-Vorgaben zur angreifenden Schlacke wurde nachgewiesen. Ferner konnten durch Annahme einer diffusionsgesteuerten Auflösung in der ersten Phase des Versuchs Stoffübergangskoeffizienten des CaO und des MgO gewonnen werden.     

Schlackenführung des SDS-Verfahrens im dolomitisch zugestellten LD-Konverter

Der Einfluß der Temperatur und der Systemkomponenten auf die Sättigungsphasen der Schlacke beim Einsatz von Dolomit wird aufgezeigt. Da eine Darstellung der SDS-Schlacke über die gesamte Blasezeit in einem System nicht möglich ist, werden die Anfangsschlacken mit Temperaturen unter 1600°C und die Endschlacken bei 1600°C getrennt beschrieben. Für beide Temperaturbereiche liegen die Schlacken in Sättigungsgebieten. Mit der Elektronenstrahlmikrosonde sind die Schlackenphasen während des Blasablaufes mineralogisch untersucht worden. Neben Merwinit und Monticellit-Kirschsteinit konnten Dicalciumferrit und Dicalciumsilikat in den Anfangs- und Magnesiowüstit, Dicalciumsilikat und Dicalciumferrit in den Endschlacken erkannt werden. Es wurde der Schlackenweg während des Blasens in den Dreistoffsystemen CaO′-SiO′₂-FeO′ und CaO′-SiO′₂-MgO′ entlang den Sättigungsflächen verschiedener Phasenräume bei der jeweiligen Temperatur dargestellt. Die Arbeitsweise mit verbleibender flüssiger Schlacke der Vorschmelze und einer veränderten Temperaturführung im ersten Drittel des Blasprozesses durch späteres Setzen von Kalk und Schrott ermöglicht die schnelle Auflösung des vor Blasbeginn zugegebenen Dolomits und damit den gleichzeitigen Bestand von MgO- und CaO-gesättigten Phasen während der ganzen Blasezeit. Der Wechsel des MgO zwischen den verschiedenen Phasen wird durch die Basizität, die Temperatur und den Eisengehalt der Schlacke bestimmt. Eine Behinderung der Kalk- und Dolomitauflösung durch Silikathüllen kann nicht beobachtet werden.     

Metallurgische Wirkungsweise,zweckmäßige Frequenz und Polpaarzahl der azimutalen Rührer im Kokillenbereich

Von einem Überblick über die metallurgische Wirkungsweise ausgehend, werden für verschiedene Frequenzen und Polpaarzahlen die beim elektromagnetischen Rühren mit Drehfeldern in der Schmelze induzierten Kraftdichten und Verlustleistungen unter Einbeziehung der Abschirmwirkung der Kokille und der Rückwirkung der rotierenden leitenden Schmelze berechnet. Über 90% der vom Rührmotor aufgebrachten Leistung werden in der Kokille in Wärme umgewandelt. Bei gleichem Strombelag weist die Kraftdichte als Funktion der Frequenz ein Maximum auf. Doch ändert sich in diesem Frequenzbereich die Kraftdichte deutlich mit der Rotation der Schmelze. Die zweckmäßige Wahl von Frequenz und Polpaarzahl wird erörtert.     

Entwicklung eines Simulationsmodells zur Berechnung der Blechprofile beim Kaltwalzen breiter Bleche auf einem Sendzimir-Sexto-Walzgerüst

Es wird ein Simulationsmodell vorgestellt, das die Berechnung der sich einstellenden Blechprofile beim Kaltwalzen von Blechen auf einem Sendzimir-Sexto-Walzwerk ermöglicht. Die Überlagerung der aus den Walz- und Stützkraftverteilungen resultierenden Walzensatz- und Gehäusedeformationen ergeben die Gesamtauffederung des Gerüstes. Gemeinsam mit der durch den Arbeitswalzenschliff und durch die Stützwalzenbiegung vorgegebenen Leer-Walzspaltkontur bestimmt sie die für die Ausbildung des Blechprofils maßgebliche Form des Lastwalzspaltes. Lösungskriterien für die Ermittlung der auftretenden Stützkräfte ist die geometrische Kompatibilität von Arbeits- und Stützwalzen in ihren Berührzonen. Zwei aneinandergeschachtelte Iterationszyklen ermöglichen die Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen den Lastverteilungen, den elastischen Deformationen des Walzgerüstes und den plastischen Formänderungen des Walzgutes.     

Langzeitversprödung von hitzebeständigem CrNi-Stahlblech und -Schweißgut durch Sigma-Phase

Zur Beurteilung der Versprödungsneigung des hitzebeständigen Stahles X 7CrNi2314 (AISI309) und von Schweißgut (X 12 CrNi25 21) AISI 310 für eine Betriebsbeanspruchung bei 630°C wurden Glühversuche bis zu 30 000h Dauer durchgeführt. Das austenitische Blechmaterial weist einen geringen Anteil an feinzeilig angeordnetem Ferrit auf (ca. 2 %), der sich im Verlauf der Glühbehandlung bei 630°C in Sigma-Phase und Austenit umwandelt. Obwohl damit ein Absinken der Kerbschlagzähigkeit verbunden ist, darf nicht von einer eigentlichen Versprödung gesprochen werden. Die stark anisotrope Verteilung der Sigma-Phase kann sich allerdings bei einer Beanspruchung quer zu den Zeilen ungünstig auswirken. Für die untersuchten vollaustenitischen Schweißgutproben ist kennzeichnend, daß die RT-Kerbschlagzähigkeit oberhalb 1 000 bis 3 000 h verstärkt abfällt. Die Ursache dieser Versprödung liegt in einer zunehmenden Ausscheidung von Sigma-Phase entlang den Austenitkorngrenzen. Die Ergebnisse zeigen, daß zur Beurteilung der Versprödungsneigung in einem Temperaturbereich deutlich unterhalb der optimalen Sigma-Bildungsbedingungen, Langzeitversuche mit mehr als 1000 h Glühdauer notwendig sind.     

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.     

Strömung expandierender Gase durch verdichtete Haufwerke

Die bei der Durchströmung von Schüttungen verwendeten Widerstandsgesetze stützen sich auf charakteristische Kenngrößen von Schüttgütern, die eine absolut lose Strukturierung besitzen. Bei einem derart ideal vorliegenden Haufwerk geht man davon aus, daß eine stochastische und gleichmäßige Anordnung von Strömungskanälen existiert, wobei jegliche Veränderung des Durchströmungsverhaltens bei einer Neuorientierung der Schüttung eindeutig durch eine zu messende Veränderung ihrer Gesamtporosität beschrieben werden kann. Geringe Drücke bei leicht plastizierbaren Stoffen durch Lagerung bzw. Transport und Füllung oder zusätzliche thermische Beeinflussung im Betrieb führen jedoch zu einer teilweisen Verdichtung des Feststoffes und damit zu einem Zusetzen von Strömungskanälen, so daß die für die Durchströmung eines Gases zur Verfügung stehende Porosität geringer wird als dies die meßtechnisch erfaßbare Veränderung der Gesamtporosität beschreiben könnte. Dies führt dazu, daß der Druckverlust auch bereits bei leicht verdichteten Schüttgütern höher ausfallen kann und damit eine Durchströmbarkeit vorliegt, die geringer ist als die aus den normalen Widerstandsgesetzen für lose Schüttungen ermittelte.     

Vermischungsvorgänge beim Stranggießen

Die Untersuchung stationärer und instationärer Zustände beim Sequenzgießen auf einer Brammenstranggießanlage hat Informationen über die wichtigsten Einflußparameter auf den Ablauf der Vermischungsvorgänge geliefert. Je nach betrieblichen Gegebenheiten und Erfordernissen können Gießstrategien zur Abflachung oder Aufrichtung der vermischungsbedingten Konzentrationsverläufe im festen Strang angewendet werden. Die modellmäßige Beschreibung der Mischvorgänge wurde unter vereinfachenden Annahmen und erster Näherung nach dem Konzept der Kaskade mit seriellen Mischzellen vorgenommen. Es ist zu erwarten, daß die Mischvorgänge beim Stranggießen in Zukunft wegen steigender Ansprüche an die Gleichmäßigkeit des Produktes im Mittelpunkt von Entwicklungsarbeiten stehen werden.     

Strömungs- und Mischungsprobleme in flüssigen Phasen bei metallurgischen Reaktionen

Bedeutung der Mischungsvorgänge für Stoff- und Wärmetransport sowie für Eigenschaften der Produkte. Beispiele für Mischungsvorgänge flüssiger Phasen bei der Eisen- und Stahlerzeugung. Stofftransport durch Diffusion und Strömung in einem Wirbelballen. Vergleich von diffusionsmäßigem Stofftransport und Konzentrationsausgleich in Wirbelströmungen bei flüssigem Stahl, Gasen und flüssiger Schlacke. Die Mischungszeit als Funktion dimensionsloser Kenngrößen, insbesondere der Reynolds-Zahlen in Mischgefäßen. Angabe von Modellbeispielen: Zulauf von Stahl mit unterschiedlicher Temperatur in eine halbgefüllte Pfanne. Einfluß der Schlackenviskosität auf die Emulsionsbildung von Stahl und Schlacke.     

Untersuchungen zum Einfluß des Gefüges auf bruchmechanische Kennwerte

Unter den Einflußgrößen auf die bruchmechanischen Werkstoffkennwerte spielt das Gefüge eine entscheidende Rolle. Es gibt hierzu einige quantitative Modellvorstellungen, aber noch keine, die allgemein gültig ist. Exemplarisch werden einige Untersuchungsergebnisse vorgestellt. An einem Stahl 50 CrMo 4 wurde der Einfluß der Art des Gefüges mit annähernd gleichen Zugfestigkeitswerten auf die Rißzähigkeit untersucht; dabei ergaben sich für angelassenen Martensit die höchsten Werte. Bei einem Stahl 36 CrNiMo 4 wurde durch Veränderung der Anlaßtemperatur der Carbidausscheidungszustand variiert. Mit Hilfe einer auf den J_R-Rißwiderstandskurven basierenden bruchmechanischen Analyse konnte eine optimale Anlaßtemperatur bestimmt werden. Bei einem Stahl 50 CrMo 4 wurde der Einfluß einer Kornfeinung durch thermomechanische Behandlungen mit dem Warmumformsimulator (Wumsi) untersucht. Dabei bestätigten auch die bruchmechanischen Werkstoffkennwerte die hierdurch erzielten günstigen Gebrauchseigenschaften der Stähle.     

Beitrag zur Bestimmung des Gehaltes an säurelöslichem Aluminium mittels optischer Emissionsspektrometrie mit Funkenanregung

Es wäre aus Sicht der Stahlwerker wünschenswert, den Massenanteil an säurelöslichem Aluminium in Stahl schneller zu bestimmen, als es bislang nach dem naßchemischen Verfahren möglich ist. Verschiedene Hersteller von optischen Emissionsspektrometern bieten Methoden, die es erlauben sollen, diesen säurelöslichen Aluminiumanteil in den Zwischen- und Fertigproben der Stahlproduktion funkenspektrometrisch zu bestimmen. Eine dieser Methoden, die Peak-Integrationsmethode, die von verschiedenen Spektrometerherstellern angeboten wird, wurde auf die Einsetzbarkeit bei Referenzmaterialien und den im Stahlwerk anfallenden Proben getestet. Die Peak-Integrationsmethode liefert brauchbare Ergebnisse, wenn die Stahlproben hinsichtlich der Aluminium- und Aluminiumoxidverteilung homogen sind. Größere Aluminiumoxidausscheidungen dürfen nicht vorliegen. Gerade die betrieblichen Zwischenproben, bei denen der Einsatz dieses Verfahrens besonders interessant wäre, erfüllen diese Voraussetzung nicht. Die Bestimmung des säurelöslichen Anteils des Aluminiums im Stahl an betrieblichen Zwischenproben mit dieser Methode ist deshalb nicht mit der erforderlichen Genauigkeit möglich.