Beiträge zur Kinetik der Kieselsäurereduktion

Beschreibung einer Meβanordnung zur Erfassung des Einflusses veränderter Transportwege des Sauerstoffs im flüssigen Metall bei der Reduktion einer festen Oxidprobe. Untersuchung der Reduktionskinetik reiner fester Kieselsäure in kohlenstoffgesättigten Nickelschmelzen im Temperaturbereich von 1410 bis 1710°C. Aussagen über den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt an Hand von Versuchen mit Siliziumgehalten der Schmelze von 0,01 bis 18,2Gew.-% und Gasdrücken von < 10^–2 bis 370 Torr. Vergleichsversuche zur Kieselsäurereduktion mit kohlenstoffgesättigten Eisen- und Kupferschmelzen. Erörterung zur Übertragbarkeit der Versuchsergebnisse auf Betriebsverfahren.     

Beitrag zur Mikrorißbildung im Martensit

Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Bildung von Mikrorissen im Gefüge von Legierungen des Eisens mit rd. 0,2 bis 0,8%, G und 16,7 bis 27,9% Ni nach Austenitisieren bei unterschiedlichen Temperaturen und anschlieβendem Tiefkühlen (zur Martensitbildung). Einfluβ einer vorangehenden Umformung des Austenits (thermomechanische Behandlung) sowie der Austenitkorngröβe und von Versetzungen.     

Über die Löslichkeit des Phosphors in Eisen und Eisen-Kohlenstoff-Legierungen unterhalb 1000°C

Schrifttumsübersicht über die Löslichkeit des Phosphors in Eisen. Eigene Untersuchung der Phosphorlöslichkeit mit Hilfe von Diffusionspaaren Fe₃P/Reineisen und Fe₃P[kohlenstoffhaltiges Eisen mit bis zu rd. 0,6% C. Untersuchung der Phosphorverteilung mit der Mikrosonde und Messung der Mikrohärte nach Diffusionsglühungen bei Temperaturen zwischen 600 und 910°C. Erörterung der Versuchsergebnisse.     

Untersuchungen über die Erstarrung im Kern beruhigter Stahlblöcke

Quantitative Untersuchung des Anwachsens des Schüttkegels bei der Erstarrung von beruhigten Stahlblöcken. Messung des Erstarrungsverlaufs in horizontaler und vertikaler Richtung an 1,4-t-Blöcken. Angaben über die je Zeiteinheit in der Restschmelze gebildete Globulitmenge. Berechnung des Anwachsens des Schüttkegels, der Schüttkegelform und der Kernseigerung. Vergleich mit Schrifttumsangaben über Schwefelseigerungen im Kern von 1,2- bis 30-t-Blöcken sowie über Modellversuche mit NH₄Cl-H₂O-Lösungen.     

Kriechrißverhalten typischer Kraftwerksbaustähle

Zur Auslegung und Überwachung von Hochtemperaturbauteilen für Kraftwerke und thermische Anlagen werden Kenntnisse über das Kriechrißverhalten unter langzeitiger Beanspruchung benötigt. Auf der Basis von Kriechrißversuchen sind für wichtige Kraftwerksbaustähle geometrie- und beanspruchungsunabhängige Beschreibungen zur Kriechrißeinleitung und zum Kriechrißfortschritt zu gewinnen. An vier Kraftwerksbaustählen wurden mit Proben unterschiedlicher Form und Größe Kriechrißversuche in einem weiten Beanspruchungsbereich durchgeführt. Dabei wurden Kriechrißgeschwindigkeiten bis herab zu 5 · 10^?5 mm/h bei Versuchsdauern bis zu 14 000 h erreicht. Die Kriechrißgeschwindigkeit der bei 550°C untersuchten Stähle 30 CrMoNiV 4 11, X 22 CrMoV 12 1 und X 20 CrMoV 12 1 läßt sich mit dem Parameter C₂^* in deutlich engeren Streubändern beschreiben als mit den Parametern C₁^* und K_l. Nur für den bei 450°C untersuchten Stahl X 12 CrNiMo 12 2 eignet sich der Parameter K_l besser zur Beschreibung der Kriechrißgeschwindigkeit. Die Kriechrißeinleitung läßt sich mit einem Zwei-Kriterien-Diagramm abschätzen, das für größere Proben und damit vermutlich auch für größere Bauteile eher überkonservativ ist.     

Phosphid-Eutektikum in molybdänlegiertem Manganhartstahl

Untersuchungen mit dem Licht- und dem Elektronenmikroskop und mit der Elektronenstrahlmikrosonde über die morphologische Beschaffenheit und die chemische Zusammensetzung des Phosphid-Eutektikums in einem Manganhartstahl mit rd. 1,3% C, 13% Mn, 0,06% P und 2% Mo und über die Änderung jener Eigenschaften während eines Lösungsglühens bei 1100 °C mit Halten bis zu 48 h. Vergleich der Meßergebnisse mit den Ergebnissen einer nach Modellüberlegungen angestellten Rechnung.     

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 Ermittlung der Teilchengröße dichtgeschütteter pulverförmiger Proben durch Röntgenfluoreszenzanalyse

Theoretische Betrachtungen über die Abhängigkeit der Fluoreszensintensität pulverförmiger Proben von der Teilchengröße. Anwendung der Röntgenfluoreszenzanalyse zur Teilchengrößenermittlung bei einem Mangan-Eisen-Pulver aus einer Legierung mit 50% Mn; Angaben über ihren zweckmäßigen Einsatz und ihre Vorteile.     

Aktivität des Eiseni(ll)-oxids in Schlacken

Elektrochemische Aktivitätsbestimmung des Eisen(ll)-oxids in den Systemen FeO–SiO₂, FeO–MnO–SiO₂ und FeO–CaO–SiO₂ im Temperaturbereich von 1250 bis 1350 °C durch Messung der Sauerstoffaktivität einer mit der flüssigen Schlacke im Gleichgewicht stehenden Silberschmelze mit Hilfe eines ZrO₂(CaO)-Festelektrolyten. Ermittlung der freien Standardenthalpie der Reaktion Fe(γ) + 1/2 O₂ (g) = FeO (I). Erörterung über das Oxydationsvermögen von Schlacken sowie über die Möglichkeiten zur Berechnung der Basizität von Schlacken.     

Untertagevergasung tiefliegender Steinkohle

Bisherige Entwicklungen zur Untertagevergasung von Kohle. Neuere Überlegungen zur Untertagevergasung in Anlehnung an die Methoden bei der Gewinnung von Erdöl und Erdgas. Erörterung über die Verfahren des Bohrlochbergbaus im Durchdringungsverfahren, Kanalverfahren und Blockumströmungsverfahren. Beurteilung der Möglichkeiten der Untertagevergasung bei tiefliegenden Steinkohlelagerstätten. Bericht über die Aktivitäten einer Arbeitsgruppe des Instituts für Eisenhüttenkunde der Technischen Hochschule Aachen mit Angaben über Versuche im Autoklaven zur Simulation der Untertagevergasung und zur Ermittlung grundlegender Stoffdaten. Beurteilung der Zukunftsaussichten der Untertagevergasung.     

Neuere Untersuchungen über das Aluminium-Sauerstoff-Gleichgewicht in Eisenschmelzen

Laboratoriumsuntersuchungen zur Ermittlung des Gleichgewichtes für die Desoxydation von sauerstoffhaltigen Eisenschmelzen mit Aluminium unter Anwendung einer Kalk-Tonerde-Schlacke zur Raffination der Schmelze und bei Spülen der Schmelze mit hochreinem Argon. Erörterung der Einflüsse von nicht abgeschiedenen feinen Oxidsuspensionen und von metastabilen Übersättigungserscheinungen auf die in früheren Arbeiten gefundenen Abweichungen der Versuchswerte von thermodynamisch berechneten Gleichgewichtswerten. Bestimmung der Wirkungsparameter e₀^Al für die Wirkung von Aluminium auf Sauerstoff bei 1600, 1650 und 1700 °C und Berechnung der Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten für die Reaktion zwischen Aluminium und Sauerstoff im flüssigen Eisen. Ermittlung der Wirkung von Mangan und Silicium auf die Gleichgewichtslage der Desoxydationsreaktion mit Aluminium. Aus Abschätzungen der Einschlußgrößen und der Wachstumszeiten durch Diffusion sowie aus elektronenmikroskopischen Untersuchungen der Oxidsuspensionen Folgerungen über in der Schmelze verbleibende Oxidpartikel als Grund für Abweichungen vom berechneten Gleichgewicht. Anhang mit der Berechnung der freien Grenzflächenenergien für die Tonerdeabscheidung unter neutraler Gasatmosphäre sowie unter Kalk-Tonerde-Schlacken.     

Die Erstarrungsfront beim Lichtbogenschweißen von Stahl in Abhängigkeit von den Schweißbedingungen

Erörterung der Grundlagen über die Primärkristallisation des Schweißgutes beim Lichtbogenschweißen unter besonderer Berücksichtigung des Einflusses der Schmelzbadform auf die Warmrißanfälligkeit. Unterpulverschweißen mit 15 und 50 cm/min Schweißgeschwindigkeit und 300 bis 700 A Stromstärke bei einer Lichtbogenspannung von 30 V für die Ermittlung der Erstarrungsfronten. Möglichkeiten zur Beeinflussung ihrer Form sowie Zusammenhang zwischen der Schmelzbadform und der Warmrißneigung der Schweißungen.     

Ermittlung kritischer Werte der Rißspitzenöffnung an hochfesten Stählen auf der Grundlage optischer Rißprofilmessungen sowie deren Zusammenhang mit der kritischen Durchbiegung und der Bruchverformungsarbeit

Ableitung einer Beziehung zwischen der Kerbaufweitung und der Rißspitzenöffnung aufgrund optischer Rißprofilmessungen. Zusammenhang zwischen der Rißspitzenöffnung und dem Spannungsintensitätsfaktor. Statische und dynamische Versuche an großen und kleinen Dreipunkt-Biegeproben mit Ermüdungsriß im Gültigkeitsbereich der linear-elastischen Bruchmechanik zur Überprüfung dieser Beziehung bei einem normalgeglühten unlegierten Stahl mit 0,19% C, 0,34% Si und 1,4% Mn sowie drei Vergütungsstählen mit 0,16 bis 0,35% C, rd. 0,2% Si, 0,25 bis 0,55% Mn, rd. 1,3% Cr, 0,45% Mo, 2 bis 3,6% Ni und 0,02 bis 0,1 % V. Zusammenhang zwischen den bruchmechanischen Kennwerten und der kritischen Durchbiegung sowie der Bruchverformungsarbeit.     

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.     

Reaktionen sauerstoffaffiner Begleitelemente des Eisens mit eisenoxidhaltigen basischen Schlacken

Laboratoriumsversuche zur Untersuchung des zeitlichen Verlaufs der Reaktionen zwischen den im flüssigen Eisen gelösten Legierungselementen Silicium, Aluminium und Mangan und eisenoxidhaltigen basischen Schlacken im Temperaturbereich von 1600 bis 1780 °C. Ermittlung des Zeitgesetzes und des geschwindigkeitsbestimmenden Teilschrittes der Reaktionen. Aussagen über den Reaktionsablauf bei gleichzeitiger Reaktion zweier Legierungselemente mit der CaO-SiO₂-FeO_n-Schlacke, besonders über den Einfluß der Reaktionswärme auf die Stoffübergangsgeschwindigkeit. Anwendung der gefundenen Gesetzmäßigkeiten zur Berechnung der Aluminiumverschlackung während der Vakuumbehandlung nach dem Umtaufverfahren, während der Spülgasbehandlung und während des Vergießens.     

Die elektrische Leitfähigkeit und Thermokraft von reinem und mit Calciumoxid stabilisiertem Zirkonoxid bei Temperaturen zwischen 1000 und 1700 °C und Sauerstoffpartialdrücken zwischen 1 und 10−16 atm

Schrifttumsübersicht zur elektrischen Leitfähigkeit und Thermokraft von reinem und stabilisiertem Zirkonoxid. Beschreibung der Versuchsapparaturen zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit und Thermokraft der Zirkonoxidproben. Erörterung der Ergebnisse der Gleich- und Wechselstrommessungen der elektrischen Leitfähigkeit von reinem und mit Calciumoxid dotiertem Zirkonoxid bei einem Molenbruch von X_CaO = 0,13 zwischen 1000 und 1650 °C bei unterschiedlichen Sauerstoffpartialdrücken zwischen 1 atm und 10^?16. Kritische Aussagen über die Ergebnisse der Thermokraftmessungen an reinem und mit Calciumoxid dotiertem Zirkonoxid in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Sauerstoffpartialdruck der Atmosphäre.     

Die Stickstoffsättigung in hochchromhaltigen Stahlschmelzen in Gegenwart von Titan

Laboratoriumsuntersuchungen über die Stickstofflöslichkeit von Stahlschmelzen mit rd. 17% Cr ohne und mit Titanzusatz in Abhängigkeit vom Stickstoffpartialdruck zwischen 0,5 und 100 Torr sowie über die Temperaturabhängigkeit der Titannitridsättigung zwischen 1550 und 1650°C. Nachweis der Gültigkeit des Sievertssehen Gesetzes. Ermittlung der Wirkungsparameter e^Cr_N und e^Ti_N. Vergleich der Ergebnisse der Laboratoriumsuntersuchungen mit solchen von Betriebsschmelzen aus einem 20-t-Lichtbogenofen und einem 43-t-Aufblaskonverter mit nachfolgender Entkohlung im Vakuum vom Zeitpunkt der Titanzugabe bis zur Erstarrung in der Kokille.     

Form und Größe von Gasblasen in Wasser,Quecksilber und flüssigem Eisen

Erörterung der theoretischen Grundlagen zur Berechnung der Einflußgrößen auf Blasengestalt und Blasenbewegung in Flüssigkeiten. Darstellung des Aufstiegsmechanismus der Gasblasen für Reynolds-Zahlen Re<2 bis Re>5000. Modellversuche zur Ermittlung der Form der Gasblasen in Wasser und Quecksilber bei Raumtemperatur sowie in flüssigem Eisen bei 1600°C. Aussagen über die gegenseitige Beeinflussung von schnell aufeinanderfolgenden Blasen und über die Koaleszenz der Blasen.     

Kristallseigerungen und eutektische Carbidausscheidungen in Eisen-Kohlenstoff-Molybdän-Legierungen

Untersuchung des Einflusses der Legierungszusammensetzung auf Kristallseigerung und Ausscheidung eutektischer Carbide von Eisen-Kohlenstoff-Molybdän-Legierungen mit 0,50 bis 2,0% C sowie 2 oder 5% Mo. Erörterung der Wirkungsweise des Kohlenstoffs auf die Kristallseigerung bei gleichbleibendem Gesamtmolybdängehalt. Aussagen über die Zusammensetzungen eutektischer Carbide im Erstarrungsgefüge und im Gleichgewichtsgefüge nach einer Homogenisierungsglühung der Gußproben.     

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.