Phasengleichgewichte des Schnittes FeOn–CaO im Dreistoffsystem FeO–Fe2O3–CaO bei Eisensättigung

Überprüfung der Schmelzgleichgewichte des Dreistoffsystems FeO–Fe₂O₃–CaO auf der wüstitreichen, eisengesättigten Seite des Systems. Angaben über die Ergebnisse der thermischen Analysen, isothermen Halteversuche und mikroskopischen Untersuchungen. Aussagen über den quasibinären Schnitt Eisen-Kalkferrit bei Temperaturen unter 1150 °C sowie über den quasibinären Schnitt Calciowüstit-Kalk über 1150 °C.     

Das System Eisen–Chrom–Kohlenstoff und die Verteilung des Chroms zwischen Ferrit und Sondercarbiden

An pulvermetallurgisch hergestellten Sinterproben aus dem Dreistoffsystem Eisen–Chrom–Kohlenstoff Untersuchung der Schmelzfläche im Zustandsschaubild, der auftretenden Gefüge und der Homogenitätsbereiche der Carbide. Ermittlung der Konoden Ferrit–Carbid bei 700°C. Bereich der σ-Phase. Härtemessungen an den untersuchten Legierungen sowie Ergebnisse von Warmstauchversuchen.     

Elektrochemische Untersuchungen über die Thermodynamik der intermetallischen Phasen des Systems Esen–Znk

Bestimmung der thermodynamischen Kennwerte der Eisen-Zink-Legierungen durch elektrochemische Abscheidung des Zinks auf Eisen aus einer Salzschmelze bei Temperaturen zwischen 370 und 570°C. Zuordnung des Phasenbestandes in den Schichten durch mikroskopische, röntgenographische. Auger- und Mikrosonde-Untersuchungen. Vorschläge für das Zustandsschaubild Eisen–Zink.     

Stoffübergang bei hüttenmännischen Heterogenreaktionen fest–gasförmig

Theoretische Behandlung von heterogenen Reaktionen zwischen Gas und Festkörper bei durchströmten und überströmten Schüttungen. Angabe von Gleichungen für den Stoff- und Wärmeübergang. Erörterung von Korrekturen für die theoretische Erfassung des Reaktionsablaufes. Behandlung der Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstante, der Strömungserscheinungen bei Reaktionen mit Volumenvermehrung und des Einflusses unterschiedlicher Diffusionskoeffizienten der Gase. Aussagen über den Reaktionsablauf im Wirbelbett, Schachtofen, Etagenofen und im Drehrohrofen. Anwendungsbeispiele mit der Behandlung der chlorierenden Röstung von Schwefelkiesabbränden im Etagenofen sowie der Röstung im Drehrohrofen.     

Temperatur- und Frequenzabhängigkeit des Spannung-Dehnung-Verhaltens von Baustahl bei Wechselbeanspruchung

Wechselentfestigungsversuche am Stahl Ck 10 mit Spannungsamplituden unterhalb der Streckgrenze im Temperaturbereich ± 70°C und bei Beanspruchungsfrequenzen zwischen 0,01 und 10 Hz. Ermittlung des Einflusses der Temperatur und der Beanspruchungsfrequenz auf den Beginn und den Verlauf der Wechselentfestigung. Beobachtung einer ausgeprägten Frequenzabhängigkeit der Lastwechselzahl für den Beginn der Wechselentfestigung bei tiefen Temperaturen und/oder hohen Beanspruchungsfrequenzen. Rückgang der Frequenzabhängigkeit mit steigender Temperatur und/oder kleiner werdender Beanspruchungsfrequenz. Im Temperaturbereich über 0°C und bei einer Frequenz kleiner als 1 Hz weitgehendes Verschwinden des Temperatur- und Frequenzeinflusses auf die Lastwechselzahl für den Beginn der Wechselentfestigung. Deutung der Versuchsergebnisse auf der Grundlage thermisch aktivierbarer Prozesse, nämlich der spannungsinduzierten Diffusion von Kohlenstoffteilchenatomen an Versetzungen.     

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.     

Stoffaustausch zwischen flüssigem Eisen und Schlacke beim Sprühraffinationsverfahren

Erläuterung des Sprühraffinationsverfahrens, bei dem eine Schmelze mit inertem Gas verdüst wird und die entstehenden Metalltropfen durch eine Raffinationsschlacke fallen. Erörterung der Gesetzmäßigkeiten für die Stoffaustauschvorgänge zwischen Metalltropfen und Schlacke. Bestimmung der mittleren Tropfengröße beim Versprühen von kohlenstoffgesättigtem Roheisen. Untersuchung der Wirkung der Sprühraffination am Beispiel der Entschwefelung des Roheisens mit Schlacken des Systems CaO–CaF₂–Al₂O₃ bei 1600 °C. Ermittlung des Stoffübergangskoeffizienten des Schwefels für den umgekehrt transitorischen Phasenkontakt und Vergleich mit Werten bei anderen Techniken des Phasenkontaktes Metall-Schlacke.     

Weichglühen von Stahldrähten durch Induktionserwärmung

Untersuchungen über das Weichglühen von Stahldrähten aus den Stahlsorten D 75–2 nach 50% Kaltverformung und 14 NiCr 14 im warmgewalzten Zustand bei Aufheizgeschwindigkeiten zwischen 9 und 68 °C/s, Glühtemperaturen zwischen 650 und 700 °C und einer Haltedauer zwischen 0 und 14 h. Vergleich des konventionellen Weichglühens mit langer Haltedauer mit einer induktiven Schnellglühung mit hoher Aufheizgeschwindigkeit und Pendeln im Temperaturbereich von 650 bis 700 °C. Vergleich der Festigkeitskennwerte und des Gefüges der geglühten Stähle.     

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.     

Gleichgewichte zwischen flüssigem Eisen und gesättigten Schlacken des Systems CaO–FeO–MnO–SiO2 bei 1600 °C unter Berücksichtigung der Schwefelverteilung

Tiegelversuche im Tammannofen bei 1600 °C zur Ermittlung der Schlackengleichgewichte. Zusammensetzung und Aufbau der Versuchsschlacken bei Sättigung an Dikalziumsilikat, Trikalziumsilikat und Kalkmischkristallen. Zusammensetzung der Kalkmischkristalle. Darstellung des Systems CaO–FeO–MnO–SiO₂ bei 1600 °C. Sauerstoffgehalt des flüssigen Eisens. Verteilung des Mangans und des Schwefels zwischen Schlacke und Eisen. Schlußfolgerungen zum Einfluß von Manganoxyd im System CaO–FeO–SiO₂.     

Das Umwandlungsverhalten der Schienenstähle und Folgerungen für das Schweißen und Brennschneiden

An Schienen aus Stahl der Regelgüte, der Güten A, B oder C nach den Technischen Lieferbedingungen 860 des Internationalen Eisenbahnverbandes (UIC) Untersuchung der Bedingungen beim Brennschneiden und Schweißen von Schienen und Zusammenhang zwischen der chemischen Zusammensetzung und den mechanischen Eigenschaften dieser Stähle und den hierfür nach den UIC-Lieferbedingungen 860 vorgeschriebenen Spannen. Einfluß der beim Brennschneiden und Schweißen entstehenden Gefüge auf die mechanischen Eigenschaften der Schienenwerkstoffe. Folgerungen für die beim Brennschneiden und Thermit- oder Abbrennstumpfschweißen einzuhaltenden Vorwärm- und Abkühlbedingungen unter besonderer Berücksichtigung des Umwandlungsverhaltens dieser bei 840 °C 15 min oder bei 1300 °C 1 min austenitisierten Stähle. Messung der Eigenspannungen geschweißter Schienen. Entmischungsvorgänge beim Abbrennstumpfschweißen. Einfluß des Schweißvorganges und des Gehaltes an Aluminium auf die mechanischen und technologischen Eigenschaften der geschweißten Schienen. Wasserstoffaufnahme des Stahles beim Thermitschweißen.     

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.     

Einfluß von chemischer Zusammensetzung und Gefüge auf die Übergangstemperatur der Kerbschlagzähigkeit warmfester Stähle

Ermittlung der Übergangstemperatur im Kerbschlagbiegeversuch für die Gefüge Ferrit–Perlit, Bainit, Martensit und Mischgefüge aus Bainit und Martensit bei den warmfesten Stählen 24 CrMo 5 und 24 CrMoV 55. Ermittlung der Carbidgröße und -form. Bedeutung der Carbidausscheidungen für die Lage der Übergangstemperatur.     

Einfluß verschiedener Legierungselemente auf die Größe des γ-Raumes im System Eisen–Chrom–Kohlenstoff

Das ?Chromäquivalent? als Maß für die Stärke des Legierungseinflusses. Phasenraumanordnung in einem Vierstoffsystem. Herstellung zweidimensionaler und dreidimensionaler Schnitte eines Vierstoffsystems. Anwendung der Überlegungen bei den Untersuchungen im Bereich der Eisenecke des Systems Eisen–Chrom-Kohlenstoff–Molybdän.     

Reaktionen zwischen feuerfesten Stoffen des Systems SiO2–Al2O3 und manganhaltigen Eisenschmelzen

Laboratoriumsuntersuchungen über das Verhalten von Schamotte-, Mullit-, Sillimanit- und Bauxitsteinen in Eisenschmelzen mit Mangangehalten bis zu 2% bei 1600°C. Beschreibung des Ablaufes der Reaktionen zwischen Schmelze und Stein, Untersuchung der Eigenschaften der Reaktionsprodukte sowie Ermittlung des Einflusses von Silizium und Aluminium auf die Reaktionen. Vergleich mit Ergebnissen aus Betriebsuntersuchungen und Folgerungen aus den Versuchsergebnissen für Beiriebsverhältnisse.     

Einfluß der Wärmebehandlung auf die Schneidhaltigkeit von Werkzeugen beim Stanzen von Dynamoblechen unterschiedlicher Schneidbarkeit

An elf verschiedenen Güten von drei Dynamoblechen mit 2,0, 2,3 und 3,6 W/kg Ummagnetisierungsverlust Untersuchung ihrer Schneidbarkeit sowie der Schneidhaltigkeit von zehn verschieden wärmebehandelten Stanzwerkzeugen aus den Stählen 100 Cr 6 mit 0,95% C und 1,46% Cr, X 210 Cr 12 mit 1,96% C und 11,75% Cr und S12–1–4–5 mit 1,45% C, 4,27% Cr, 5,35% Co, 0,84% Mo, 3,83% V und 12,51% W sowie aus Hartmetall mit 6,53% C, 2,05% Cr, 0,1 bis 0,2% Co, 1,98% Mo und 24,91% Ti. Unterschiedliche Vorabnutzung der einzelnen Werkzeuge zur Ermittlung ihres Verschleiβes bei verschiedenen Abnutzungsstufen. Anschlieβende Radioaktivierung und Messung des bei weiteren Stanzungen anfallenden Abriebes über seine emittierten γ-Strahlen. Einordnung der untersuchten Bleche in Gütegruppen sowie Vergleich der Schneidhaltigkeit der einzelnen Werkzeuge.     

Thermodynamische Untersuchung flüssiger Nickel-Kupfer-Legierungen

Messung der Mischungsenthalpien flüssiger Nickel-Kupfer-Legierungen mit einem Hochtemperaturkalorimeter bei 1480 °C unmittelbar beim Vermischen der beiden flüssigen Komponenten. Überprüfung der Schmelzgleichgewichte des Systems Nickel-Kupfer mit Angabe neuer Werte für die Soliduslinie. Aus den gemessenen Mischungsenthalpien und bekannten Werten für die Mischungsenthalpien der Nickel-Kupfer-Mischkristalle sowie für die Schmelzgleichgewichte Ermittlung der Überschußentropien der flüssigen Nickel-Kupfer-Legierungen. Erörterung über den Einfluß von Änderungen der Bindungsverhältnisse bei der Legierungsbildung auf die thermodynamischen Eigenschaften der flüssigen und festen Nickel-Kupfer-Legierungen. Zusammenhang zwischen der Asymmetrie der Kurven für die integrale Mischungsenthalpie und dem Auffüllen des 3d-Bandes des Nickels durch Elektronen des Kupfers.     

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.     

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.     

Spülentgasung von Stahlschmelzen mit Kohlenmonoxid oder Argon

Vergleich der Spülentgasung durch eine Kohlenmonoxid- oder Argonblase bei unterschiedlichen Übersättigungsverhältnissen zur Festlegung günstiger Verfahrensbedingungen an Hand von Rechnungen mit einem bereits früher abgeleiteten mathematischen Modell für den Stoffaustausch zwischen aufsteigenden Gasblasen und flüssigem Stahl. Ergebnisse zur Spülwirkung für eine Anfangsblasengröße von 10^–7 mol, eine Badhöhe von 50 cm, eine Badtemperatur von 1600 °C, einen Außendruck von 0,987 atm und eine Zusammensetzung der Schmelze mit 0,20% C, 0,015% S, 0,0010% N und 0,0006% H bei Sauerstoffgehalten zwischen 0,0066 und 0,0320%. Erörterung des Mechanismus für das Verschwinden und Wachsen von Kohlenmonoxidblasen.