Die Korngrößenabhängigkeit der Fließspannung von Baustählen im Bereich der homogenen Verformung

Anwendung der Hall-Petch-Gleichung zur Beschreibung der Fließspannung von Baustählen im Bereich der Gleichmaßdehnung. Einfluß von Verformung, Prüftemperatur, Dehngeschwindigkeit und Stahlzusammensetzung. Darstellung der Verformungsabhängigkeit der Reibungsspannung mit der Ludwik-Gleichung. Vergleich der Versuchsergebnisse mit Modellvorstellungen zur Deutung des Temperatureinflusses auf die Reibungsspannung und des Korngrößeneinflusses auf die Fließspannung im Bereich der Gleichmaßdehnung.     

Ermittlung der Korngröße von Stahl mit dem Verfahren der Ultraschallrückstreuung

Grundlagen und mathematische Zusammenhänge des Ultraschallrückstreuverfahrens für die zerstörungsfreie Ermittlung der Korngröße von Stahlproben. An Stahlproben mit unterschiedlicher Gefügeausbildung aus verschiedenen Stählen unterschiedlicher Erzeugnisform Messung der Rückstreukurven bei Frequenzen von 5 bis 19 MHz. Ermittlung der Korngrößenwerte aus den Amplituden der Streuwellen und den Streukoeffizienten. Einfluß der Mehrfachstreuung der Schallimpulse auf den Verlauf der Rückstreukurven. Gegenüberstellung der mit dem Rückstreuverfahren und der metallographisch ermittelten Korngrößenwerte.     

Versprödung verschiedener Stähle durch Wasserstoffaufnahme aus feuchtem Schwefelwasserstoff

Untersuchung an verschiedenen unlegierten, niedriglegierten und legierten Stählen über den Einfluß der chemischen Zusammensetzung, der Ausgangshärte, der Kaltverformung, der Korngröße, der Einwirkdauer des Schwefelwasserstoffs, des Schwefelwasserstoffgehaltes im einwirkenden Mittel und der Einwirkbedingungen auf die Versprödung der Stähle.     

Einfluß von Restaustenit auf die Korngröße des Austenits nach der Reaustenitisierung von Stählen für schwere Schmiedestücke

Die Korngröße des Austenits nach der Reaustenitisierung von Stählen für schwere Schmiedestücke wurde in Abhängigkeit von der Art des Ausgangsgefüges, den Wiedererwärmungsbedingungen und den chemischen Zusammensetzungen untersucht. Besonders wurde der Einfluß von Restaustenit im Ausgangsgefüge auf die Korngröße des Austenits nach erneuter Austenitisierung betrachtet. Nach den Ergebnissen bleibt das Austenitkorn bei der Reaustenitisierung von Gefügen der Martensitstufe und der unteren Bainitstufe grob, wenn bei der Wiedererwärmung werkstoffabhängige Grenzerwärmungsgeschwindigkeiten unterschritten werden. Maßgeblich für eine mit zunehmender Erwärmungsgeschwindigkeit – in Abhängigkeit auch von den örtlichen chemischen Zusammensetzungen – mögliche Austenitkornverfeinerung ist das zeitabhängige Wachsen von Restaustenitfilmen zwischen den Kristalliten des Ausgangsgefüges in Konkurrenz zu den Anlaufzeiten für Keimbildung und -wachstum an den Grenzflächen Carbid/Ferrit. Ist wenig oder kein Restaustenit vorhanden, wie in einigen Gefügen der Bainit- bzw. der Perlitstufe, so entsteht der Austenit unabhängig von den Wiedererwärmungsbedingungen durch Neubildung und Wachsen von Austenitkeimen an den Grenzflächen Ferrit/Carbid. Unter den gegebenen Versuchsbedingungen entstand dabei immer ein feines Austenitkorn.     

Zum Spannung-Dehnung-Verhalten von Baustählen bei Wechselbeanspruchung

Dauerschwingversuche an den Stählen St 37–3 und St 52–3 bei Wechselbeanspruchung mit Spannungsausschlägen unterhalb der Streckgrenze. Ermittlung des Spannung-Dehnung-Verhaltens, der Ultraschallschwächung und der Koerzitivfeldstärke in Abhängigkeit von der Lastspielzahl. Einfluß der Korngröße im Bereich von 13 bis 45 μm Dmr. Veränderung der Versetzungsanordnung. Deutung der Versuchsergebnisse mit Hilfe der Versetzungstheorie unter der Annahme einer von Teilbereichen ausgehenden plastischen Verformung. Grenzspannungsausschlag für beginnende Entfestigung, Elastizitätsgrenze bei Wechselbeanspruchung, Versetzungsaufstauspannung und Beitrag der Eigenspannungen im Korngrößenbereich. Ablauf der Entfestigung. Einfluß der Verformungsverfestigung.     

Die Wirkung des Bauschinger-Effektes bei großen Formänderungen im Verdrehversuch

Beschreibung der Verdrehmaschine. Versuche mit Wechsel des Drehsinns an verschieden stark verdrehten Kupfer-, Messing- und Stahlproben. Ermittlung der Fließkurven. Einfluß der Formänderungsgeschwindigkeit, der Korngröße und des Anlassens auf die Umkehr-Fließkurven.     

Beitrag zur Untersuchung des Sprödbruchs in unlegiertem Stahl mit 0,09% C

Zugversuche bei 300 bis 4 K an einem unlegierten Stahl mit 0,09% C, 0,06% Si, 0,38% Mn, 0,019% P, 0,034% S, 0,0057% N und 0,072% Al_met in sieben Wärmebehandlungszuständen mit unterschiedlichen Werten des mittleren Ferritkorndurchmessers von 33 bis 140 μm. Einfluß von Korngröße und Prüftemperatur auf den Verlauf der Spannung-Dehnung-Kurve, auf die Reißspannung, die untere Streckgrenze oder die 0,1%-Dehngrenze und die Brucheinschnürung. Ermittlung der Länge stabiler Risse in gebrochenen Zugproben. Vergleich der Versuchsergebnisse mit den Aussagen der Sprödbruchtheorie von A. H. Cottrell.     

Die Wirkung von Zusätzen seltener Erdmetalle auf die Eigenschaften des Baustahles St 52–3

Einfluß der Pfannenzustellungen aus Kristallkalk und Schamotte auf die Pfannenentschwefelung von Schmelzen des Baustahles St 52–3 nach Zusatz von 0,44% Cermischmetall, Didym oder Lanthan. Untersuchung der Schwefelverteilung im Block und ihr Einfluß auf die Primärkorngröße, das Verhalten der Blöcke bei der Warmumformung in Abhängigkeit vom Gehalt an seltenen Erdmetallen. Einschlußuntersuchungen mit der Mikrosonde und nach elektrochemischer Isolierung. Wirkung der Zusätze auf die mechanischen Eigenschaften im Zugversuch und die Übergangstemperatur der Kerbschlagzähigkeit. Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften vom Einschlußgehalt. Beziehungen zwischen der Übergangstemperatur und dem Einschlußgehalt sowie der Korngröße nach Normalglühung.     

Der Einfluß plastischer Verformung auf den Spaltbruch von Stahl

Zugversuche an ungekerbten Kleinproben zwischen 10 und 200 K. Einfluß der Korngröße und der Vorverformung auf das Fließ- und Bruchverhalten. Approximation der Temperaturfunktion der Fließgrenze durch quadratisches Polynom. Hall-Petch-Analyse. Einfluß der Versuchsparameter auf die Konstanten der Hall-Petch-Gleichung. Aktivierungsanalyse. Temperaturabhängigkeit der Bruchspannung im Bereich des Spaltbruches, minimale und maximale Spaltbruchfestigkeit, Grenzwert der Spaltbruchfestigkeit. Einfluß der Versuchsparameter auf die Spaltbruchfestigkeit. Rückschlüsse aus den Versuchsergebnissen auf das Verhalten gekerbter Proben und Bauteile.     

Auswirkung der Wärmebehandlung und der Zeitstanddehnung auf das Verfestigungsverhalten des Stahles X 8 CrNiMoNb 16 16 im Zugversuch bei Raumtemperatur

Einfluß der bleibenden Gesamtdehnung im Zeitstandversuch bei 700 °C und 157 N/mm² auf Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung und -einschnürung bei Raumtemperatur bei dem Stahl X 8 CrNiMoNb 16 16 mit 0,069% C, 17,2% Cr, 16,1% Ni, 1,64% Mo und rd. 1% Nb. Vergleich zwischen der Verfestigung im Zeitstand- und im Zugversuch. Auswirkung der Korngrenzenschäden. Beeinflussung des Verfestigungsexponenten. Einfluß der Lösungsglühbehandlung.     

Einfluß der Wärmebehandlung und Legierung auf die Kaltverfestigung von Manganhartstahl

An Stählen mit rd. 0,65 bis 1,35% C, 0,2 bis 1,75% Si, 6,0 bis 18,55% Mn, 0,02 bis 0,08% P, ≦0,008% S und teils Zusätzen an 1,7 oder 3,05% Cr, 1,0 oder 1,5% Mo, 0,065% N und 1,7% Ni Untersuchungen über den Einfluß der chemischen Zusammensetzung, der Korngröße und der Karbidanordnung auf das Verfestigungsverhalten im Zugversuch, die Magnetisierbarkeit und die Gefügebeschaffenheit. Vergleich der Ergebnisse mit Schrifttumsangaben und Folgerungen, z. B. über den Einfluß von Stapelfehlern sowie Anteilen an ε- und α-Martensit auf die Festigkeitssteigerung.     

Beitrag zur Theorie der Streckgrenze ausscheidungsverfestigter niedriglegierter Stähle

Ausscheidungszustand der Carbide und Nitride, Mischkristallverfestigung und Wechselwirkungen zwischen Versetzungen untereinander sowie zwischen Versetzungen und Ausscheidungen als wichtigste Einflußgrößen auf den Zusammenhang zwischen Gefügezustand und Streckgrenze niedriglegierter Stähle. Gleichungen nach E. O. Hall und N. J. Petch sowie E. Orowan zur Bewertung der Korngröße und der Verteilung ausgeschiedener Teilchen. Betrachtung der Streckgrenze als Summe der Einzelbeiträge aller Einflußgrößen. Zahlenmäßige Bewertung dieser Einflußgrößen auf Grund der Ergebnisse metallkundlicher Untersuchungen.     

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.     

Der Einfluß der Prüfmaschinenhärte auf die Ergebnisse des Zugversuchs

Erläuterung des Begriffs Maschinenhärte. Einfluß der Federkonstante der Prüfmaschine auf die Verlängerungsgeschwindigkeit von Zugproben in den einzelnen Abschnitten des Zugversuchs und deren Bedeutung bei der Ermittlung der unteren Streckgrenze und der Höchstkraft. Instabilitätspunkt und Tangentenbedingung. Ergebnisse von Zugversuchen mit Prüfmaschinen unterschiedlicher Härte. Verlauf von Dehnung und Einschnürung nach Überschreiten der Höchstkraft in Abhängigkeit von der Maschinenhärte. Sonderfälle des Kraft-Verlängerung-Schaubildes, Prüfmaschine mit geschlossenem Regelkreis. Einfluß der Probenabmessungen auf den Instabilitätspunkt.     

Untersuchung über die Beeinflussung der Kühldauer von Walzgut auf Kühlbetten durch Maßnahmen bei der natürlichen Hallenlüftung

Physikalische Vorgänge bei der Abkühlung von Walzerzeugnissen auf Kühlbetten. Theoretische Überlegungen zur Verbesserung der Kühlwirkung. Einfluß des konvektiven Wärmeübergangs. Versuche zur Bestimmung der Einflußgrößen auf den Luftdurchsatz und die Ablufttemperatur. Vergleich der Versuchsergebnisse mit den theoretischen Überlegungen. Einfluß der Hallenlüftung auf den Abkühlvorgang.     

Zur Korngröße von Werkzeugstählen und deren Einfluß auf einige Eigenschaften

Nach einer einleitenden Erörterung der unterschiedlichen Auffassungen über die Bedeutung der Austenitkorngröße für die Eigenschaften der Schnellarbeitsstähle wird gezeigt, daß im Vergleich zu anderen Metallen und Legierungen Schnellarbeitsstähle grundsätzlich eine feinkörnige Struktur aufweisen. Aus thermodynamischer Sicht muß dieser feinkörnige Zustand jedoch als unnatürlich bezeichnet werden. Die Möglichkeiten zur Veränderung der Austenitkorngröße durch legierungstechnische Maßnahmen, Wärmebehandlung und Verformung werden dargestellt. Aus den Versuchsergebnissen an Proben verschiedener Korngröße ist zu schließen, daß Härteannahme, Anlaßbeständigkeit, Schneidleistung und Zähigkeit keine kennzeichnende Abhängigkeit von der Austenitkorngröße zeigen. Auch bei den Warmarbeitsstählen ist kein Einfluß der Austenitkorngröße auf die Kerbschlagarbeit zu erkennen. Hieraus ist zu folgern, daß eine Bewertung der Gebrauchseigenschaften der Schnell- und Warmarbeitsstähle nur mit Hilfe der Korngrößenmessung unzulässig ist.     

Einfluß der Bainitausbildung auf die Zähigkeit von unlegierten Baustählen

Bei dem Zweikomponentengefüge Bainit sollte der Einfluß der Ausbildungsform auf die Zähigkeitseigenschaften, hier repräsentiert durch die Kerbschlagarbeit, untersucht werden. In Proben aus zwei Stählen, deren Zusammensetzungen den Sorten StE 690 bzw. StE 355 entsprechen, wurden durch unterschiedliche Wärmebehandlungen oder durch Variation des Mangangehaltes verschiedenartige Bainitstrukturen eingestellt. Es wurde gefunden, daß die Bainitstruktur einen sehr starken Einfluß auf die Temperaturlage der Kerbschlagarbeit-Temperatur-Kurven ausübt. Ein Übergang von feinnadeligem zu körnigem Bainit führt zu einer Verschiebung der Übergangstemperatur von über 100 K. Dieser starke Einfluß wird dadurch erklärt, daß bei nadeligem Bainit die Nadelbreite und bei körnigem Bainit die ehemalige Austenitkorngröße für die effektive Korngröße maßgebend sind.     

Temperaturerhöhungen der Ziehholoberfläche beim Kaltziehen von Stabstahl mit großen Ziehgeschwindigkeiten

Einflußgrößen auf die Temperaturerhöhungen der reibenden Oberflächen von Stab und Ziehhol. Temperaturmessungen entlang der Wirkfuge mit Thermoelementen im Ziehwerkzeug. Meßeinrichtung und Abschätzung der Genauigkeit des gewählten Meßverfahrens. Ziehversuche mit Rundstäben aus den Stählen 16 MnCr 5 und X 12 CrMoS 17 bei Ziehgeschwindigkeiten bis 100 m/min. Einsatz von 23 unterschiedlichen Schmiermitteln. Einfluß von Ziehgeschwindigkeit, Werkzeuggeometrie, Versuchswerkstoff, Beschaffenheit der Staboberfläche vor dem Ziehen some der Schmiermitteleigenschaften auf die Temperaturverteilung entlang der Wirkfuge und die Temperaturerhöhungen am Ziehholaustritt.     

Einfluß des Kohlenstoffgehaltes auf die Wechselfestigkeit technischer Reineisensorten

Durchführung von Biegewechselversuchen an elektrolytisch polierten Flachproben verschiedener an Luft und unter Vakuum erschmolzener technischer Reineisensorten und unlegierter Stähle mit Kohlenstoffgehalten von 0,0035 bis 0,14%. Änderung des Kohlenstoffgehaltes durch Ent- und Aufkohlungsbehandlungen sowie Beeinflussung von Korngröße und Streckgrenzenverhältnis durch Anwendung von Reck- und Glühbehandlungen. Bestimmung der Wöhler- und, Verformungsgrenzlinien sowie Ermittlung des Einflusses von Kohlenstoffgehalt, Zugfestigkeit, Streckgrenzenverhältnis und Korngröße auf die Wechselfestigkeit. Metallographische Beobachtungen über das Auftreten von Gleitspuren und Rissen an der Oberfläche biegewechselbeanspruchter Proben in Abhängigkeit von den Beanspruchungsbedingungen.     

Reaktionen zwischen Dolomitsteinen und Stahlwerksschlacken

Einfluß der Schlackenströmung auf den Verschleiß feuerfester Steine. Laboratoriumsversuche im Tammannofen mit rotierenden Scheiben als Proben zur Untersuchung des Verschleißes von Dolomitsteinen durch Stahlwerksschlacken bei 1400 und 1600°C. Einfluß der Schlackenzusammensetzung und der Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe auf den Verschleiß. Bildung von Periklas-Schutzschichten. Oberflächliche Ablösung und Erosion als Verschleißmechanismen; Bedingungen für das Auftreten des jeweiligen Mechanismus. Abhängigkeit der Verschleißgeschwindigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe bei oberflächlicher Ablösung. Errechnung des Diffusionskoeffizienten der Schlacke. Schlußfolgerungen aus den Versuchsergebnissen für den Betrieb.