Betriebsuntersuchungen und Berechnungsverfahren zur Aufstellung des energetisch optimalen Walzplanes für das Walzen auf kontinuierlichen Warmband-Fertigstraßen

Aufteilung des Energiebedarfs beim Walzen. Darstellung der Verformungs- und der Verlustarbeiten in Bestimmungsgleichungen und Zurückfuhrung auf verformungs- und anlagetechnische Kenngrößen. Prüfung bekannter Rechenverfahren und Ableitung neuer Beziehungen für die Kenngrößen auf Grund von Betriebsuntersuchungen. Beurteilung der Ausgangsgleichung für die Walzarbeit beim Bandwalzen auf kontinuierlichen Straßen über die Verteilung der Stichabnahmen auf die einzelnen Walzgerüste und die Wahl des Geschwindigkeitsniveaus. Angabe von Richtlinien zur Aufstellung von Stichplänen mit den geringsten Energiekosten für Planung und Betrieb.     

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.     

Bnfluß des Kohlenstoffgehaltes von 0,015 bis 1 % und der Gefügestruktur auf das Hochtemperaturfestigkeits- und -zähigkeitsverhalten von Baustählen nach der Erstarrung aus der Schmelze

Bestimmung der Festigkeit und Brucheinschnürung sowie der Gefügestruktur an Baustählen mit Kohlenstoffgehalten zwischen 0,015 und 1 % im Temperaturbereich von Liquidustemperatur bis 900 °C. Aufnahme von Kenngrößen zur Beurteilung der Innenrißanfälligkeit beim Stranggießen. Ursachen für das unterschiedliche Verformungsverhalten.     

Über die Genauigkeit chemischer Untersuchungsverfahren für Stähle unter Betriebsbedingungen

Kenngrößen für die Leistungsfähigkeit von chemischen Untersuchungsverfahren. Reproduzierbarkeit und Richtigkeit der Ergebnisse. Vergleich der Standardabweichungen von Analysenkontrollproben, von Ringuntersuchungen und von Betriebskontrolluntersuchungen.     

Einfluß unterschiedlicher Nickel- und Molybdängehalte auf die Hochtemperaturfestigkeits- und -Zähigkeitseigenschaften austenitischer Chrom-Nickel-Stähle nach Abkühlung aus der Schmelze

An austenitischen Chrom-Nickel-Stählen mit 18% Cr wurde in Heißzugversuchen nach vorangegangenem Aufschmelzen und Erstarren der Proben der Einfluß von Ni-Gehalten zwischen 8 und 13% und von Mo-Gehalten zwischen O und 3,4% auf die Hochtemperaturfestigkeit- und -Zähigkeit ermittelt. Als Kenngrößen für die Rißanfälligkeit beim Stranggießen und Warmumformen werden das wahre Erstarrungsintervall und die Brucheinschnürung bei 1000°C benutzt. Mitzunehmendem Ni- und abnehmendem Mo-Gehalt wurde eine erhöhte Erstarrungsrißanfälligkeit festgestellt. Zur Klärung der Ursachen wurden von hohen Temperaturen abgeschreckte Proben metallographisch untersucht. Bei Cr_äq/Ni_äq = 1,45 erfolgt der Übergang von primär ferritischer zur primär austenitischer Erstarrung. Für die Erstarrungsrißanfälligkeit ist weniger die Art der Primärerstarrung sondern die während der Erstarrung gebildete Menge an δ-Ferrit von Bedeutung.     

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.     

Bewertung der Ergebnisse von Großzugversuchen mit verschiedenen Versagenskonzepten

Anhand der Ergebnisse von Zugversuchen an mittengekerbten Großproben wurde das Konzept der plastischen Grenzlast, das Konzept von Burdekin-Dawes, die J-Design-Kurve nach Turner, das Konzept von Shih und Kumar, der Two-Criteria-Approach und das FAD nach Pellini überprüft und die Grenzen für die Anwendung aufgezeigt. Mit der plastischen Grenzlast können die Höchstlasten der Großproben abgeschätzt werden, wenn keine Niederspannungsbrüche auftreten. Entsprechend dem Pellini-Konzept wurden oberhalb NDT keine Niederspannungsbrüche beobachtet, wenn jeweils die NDT-Temperatur des Werkstoffbereichs als Bezugsgröße gewählt wurde, in den der Fehler eingebracht war. Mit dem Näherungsverfahren von Shih und Kumar ist bei voll duktilem Bruchverhalten eine Abschätzung der Höchstlastn der Großproben möglich, es ergaben sich aber nicht in jedem Fall konservative Vorhersagen. Mit den anderen untersuchten Konzepten ist eine Abschätzung der kritischen Spannungen und Fehlergrößen möglich, wenn die Werte für den Beginn einer stabilen oder instabilen Rißverlängerung aus dem Bruchmechanikversuch zugrunde gelegt werden.     

Erwärmen und Abkühlen offen gewickelter Bunde in Einstapel-Haubenöfen

Betriebsweise. Mathematischer Ansatz für den Wärmetransport im offenen Bund. Dimensionslose Kenngrößen. Wärmestromwiderstände. Näherungslösung für die Berechnung der Erwärmdauer bei geregelter Brennstoffzufuhr und für die Berechnung der Abkühldauer. Möglichkeiten, die Ofenleistung zu erhöhen.     

Ermittlung der Rißzähigkeit aus den Werkstoffkenngrößen Streckgrenze und Spaltbruchspannung hochfester Stähle für unterschiedliche Beanspruchungsbedingungen

Zur Ermittlung der Rißzähigkeit aus den Werkstoffkenngrößen Streckgrenze und Spaltbruchspannung, die in kostengünstigeren Verfahren bestimmt werden können, wurden durch Verknüpfung zweier Modellvorstellungen die Rißzähigkeitswerte errechnet und mit den experimentell gefundenen Werten verglichen. Die Kenngrößen Streckgrenze und Spaltbruchspannung wurden für die Stähle St 52-3 und 34 NiCrMo 74 im Zug- und Biegeversuch in Abhängigkeit von Temperatur und Dehngeschwindigkeit aufgenommen. Die Untersuchungen ergaben, daß bei Rißausbreitung durch Spaltbruch der Einfluß von Temperatur und Dehngeschwindigkeit auf die Rißzähigkeit mit Hilfe des dargestellten Ansatzes abgeschätzt werden kann, wenn die jeweilige Streckgrenze sowie die Spaltbruchspannung und die werkstoffspezifische Größe Δx_c gegeben sind.     

Ermittlung des oxidischen Reinheitsgrades in Automatenstählen mit Hilfe der quantitativen Bildanalyse

Modellmäßige Vorstellung über die Erfassung des Flächenanteils nichtmetallischer Einschlüsse in Proben gleicher Länge oder gleichen Volumens aus unterschiedlich stark umgeformtem Stabstahl. Ermittlung der Kenngrößen oxidischer Einschlüsse in 15 Proben aus Stäben der Automatenstähle 9 SMn 28 und 9 SMnPb 28 mit einem quantitativen Bildanalysator. Elektrochemische Rückstandsuntersuchungen über den Oxidgehalt an den gleichen Proben. Vergleich dieser Ergebnisse mit jenen der quantitativen Bildanalyse unter Einführung von Korrekturfaktoren für den bei der Rückstandsanalyse vorkommenden ungleichmäßigen Werkstoffabtrag.     

Festigkeit von drei aushärtbaren ferritischen Stählen

Zusammenhang von Streckgrenze und bruchmechanischen Kenngrößen. Definition der Festigkeit Zusammenhang zwischen Gefüge und mechanischen Eigenschaften. Darstellungsform der Ergebnisse, die eine gezielte Gefügeauswahl für eine bestimmte Anwendung ermöglicht.     

Recken von hochreinem Eisen zwischen 23 °C und —196 °C

Hochreinigung eines chemisch vorgereinigten Eisenpulvers durch Sintern, Elektronenstrahlzonenschmelzen und Glühen unter trockenem Wasserstoff. Proportionalitätsgrenze, Reckalterung und Restwiderstandsverhältnis als Kenngrößen für die Reinheit. Vergleich zu Ergebnissen der Aktivierungsanalyse. Temperaturabhängigkeit der Fließgrenze zwischen +23 und -125 °C und Vergleich mit Schrifttumsangaben. Rasterelektronenmikroskopische Bruchuntersuchungen nach Zerreißen zwischen Raumtemperatur und -196 °C. Zwillingsbildung, Sprödbruchverhalten und Einfluß einer Vorverformung auf die plastische Dehnbarkeit bei -196 °C.     

Wirkung einer thermomechanischen Behandlung auf das Umwandlungsverhalten in der Perlit- und in der Martensitstufe

Untersuchungen über den Einfluß einer thermomechanischen Behandlung auf die Umwandlung von unterkühltem (metastabilem) Austenit. Ermittlung des jeweiligen Umwandlungszustandes durch Messung physikalischer Kenngrößen und/oder durch Gefügebeobachtung. Untersuchung folgender Fälle: a) isothermische Umwandlung von Stahl 30 CrNiMo 8 in der Perlitstufe nach vorausgegangener unterschiedlich starker Verformung; b) Umwandlung im Verlauf kontinuierlicher Abkühlungen mit Verformung vor oder während der Umwandlung in der Perlitstufe (an Stahl Ck 45) oder in der Martensitstufe (an Stahl 30 CrNiMo 8). Metallphysikalische Erklärungen für den jeweils ermittelten Umwandlungsablauf.     

Zugversuche an walzharten Stählen im Mischbruchbereich

Im einachsigen Zugversuch liegt ein Mischbruch vor, wenn die starke Verformung im Einschnürbereich zu einer Werkstofftrennung nahe der Probenachse führt und diese einen Spaltbruch auslöst. Mit derart gebrochenen Proben lassen sich Rißzähigkeitswerte ermitteln. Bei den untersuchten Stählen Ck 35 und St 490 (St 50-2) tritt der Mischbruch bei Temperaturen zwischen ungefähr – 180°C und Raumtemperatur auf. Es werden die Kenngrößen des Zugversuchs, die Anteile der verschiedenen Brucharten an der Bruchfläche und die Rißzähigkeit in Abhängigkeit von der Prüftemperatur angegeben.     

Berechnung der Eigenspannungen in kaltgezogenen Rohren mit Funktionen dimensionsloser Kennzahlen

Schwierigkeiten der Eigenspannungsermittlung, Allgemeine Dimensionslehre, Kenngrößenbeziehung für die Eigenspannungsermittlung, Ermittlung der Kennfunktion beim Stopfenzug, Schilderung der Berechnung der zahlenmäßigen Abhängigkeiten, Vergleich berechneter und gemessener Längs- und Tangentialeigenspannungen beim Stopfen-, Hohl- und Aufweitzug für verschiedene Werkstoffe.     

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.     

Zusammenhang zwischen Verschleiß, Rißbildungswiderstand und Spannungsintensitätsfaktor hartspröder Werkstoffe

An hartspröden Werkstoffen wie Hartmetall, gesintertes Aluminiumoxid und Porzellan Kennzeichnung ihres Verschleißmechanismus in Abhängigkeit von der Beanspruchung und der Beanspruchungstemperatur. Zusammenhang zwischen bei der Härtemessung ermittelter Rißlänge, Rißbildungswiderstand, kritischem Spannungsintensitätsfaktor und Verschleißwiderstand. Einfluß von chemischer Zusammensetzung und besonders Temperatur auf die Beziehung zwischen Spannungsintensitätsfaktor und Verschleißwiderstand. Darlegung der Gründe für den bei hohen Temperaturen gegenüber Hartmetall großen Verschleißwiderstand von gesintertem Aluminiumoxid, zum Beispiel beim Metallzerspanen.     

Örtliche Korrosion an Schweißnähten von Bauteilen aus unlegierten oder niedriglegierten Stählen

Im Schrifttum werden häufig Vorstellungen über die Mechanismen von örtlichen Korrosionen an Schweißnähten an unlegierten und niedriglegierten Stählen bei Korrosionsbelastung durch Wässer dargelegt, die im Rahmen der Sauerstoffkorrosion unverständlich sind und für die Deutung der Ursachen solcher Korrosionen nicht herangezogen werden können. In der vorliegenden Arbeit werden die verschiedenen Möglichkeiten der örtlichen Korrosion, die im Bereich von Schweißnähten an unlegierten und niedriglegierten Stählen in Wässern auftreten können, erörtert. Dabei wird von den elektrochemischen und chemischen Grundlagen der Sauerstoffkorrosion und der bei dieser Korrosionsart wirksamen Korrosionselemente ausgegangen. Örtliche Korrosionen an Schweißnähten können durch unterschiedliche chemische Zusammensetzung von Grundwerkstoff und Schweißnaht entstehen. Dabei sind die Gehalte an Schwefel und Silicium von besonderer Bedeutung. Korrosionsanfällige Gefüge im Schweißnahtbereich wie auch Einschlüsse im Stahl in kritischer Größe und Verteilung sind ebenso Ursachen für das Auftreten örtlicher Korrosion an Schweißnähten. Das Ausmaß der örtlichen Korrosion an Schweißnähten in Wässern wird aber auch ganz wesentlich durch mediumseitige Parameter bestimmt. Hierbei handelt es sich vor allem um den Gehalt an Neutralsalzen sowie um die Belüftung. Durch die genannten Einflußgrößen kann der Mechanismus der örtlichen Korrosion an Schweißnähten unlegierter und niedriglegierter Stähle in Wässern verstanden werden. Auf der Grundlage der beschriebenen Erkenntnisse können ferner Untersuchungsverfahren für Schweißnahtkorrosionen, Schutzmaßnahmen sowie korrosionssichere Schweißverfahren entwickelt werden.     

Ermittlung der Zusammensetzung von Grundmasse und Carbiden durch Rückstandsisolierung bei ledeburitischen Chromstählen

An sechs handelsüblichen ledeburitischen Chromstählen im weichgeglühten oder gehärteten Zustand elektrochemische Carbid-isolierung zur Ermittlung der Menge und der chemischen Zusammensetzung der Carbide und der Zusammensetzung der Grundmasse. Einfluß des von der Härtetemperatur abhängigen Lösungsverhaltens der Legierungselemente und ihres dementsprechenden Gehaltes in Carbid und Grundmasse des Stahles auf sein Maßänderungsverhalten und die Wahl einer für bestimmte Verwendungszwecke geeigneten Härtetemperatur.     

Einfluß von Schwefel und Mangan sowie der Abkühlbedingungen auf die Gefügestruktur und die Zähigkeitseigenschaften von Baustählen nach der Erstarrung aus der Schmelze

Einfluß der Mangan- und Schwefelgehalte auf die Zugfestigkeit, Brucheinschnürung sowie die Gefügestruktur von Baustählen mit 0,1 und 0,2 % C im Temperaturbereich von Liquidustemperatur bis 900 °C. Einfluß der Abkühlbedingungen aus der Schmelze auf die Kenngrößen zur Beurteilung der Innenrißanfälligkeit beim Stranggießen.