Calciumzirkonat als Festelektrolyt bei Temperaturen um 1600 °C

Messungen der elektrischen Leitfähigkeit von Calciumzirkonat bei Stoffmengengehalten an CaO zwischen 40 und 55%, Temperaturen zwischen 1200 und 1600 °C und Sauerstoffpartialdrücken der Gasphase zwischen 0,2 und 10^?16 atm. Ermittlung einer überwiegenden lonenleitfähigkeit in Calciumzirkonat mit ZrO₂- oder CaO-Überschuß durch EMK-Messungen an Sauerstoffkonzentrationszellen. Nachweis einer im Vergleich zu stabilisiertem Zirkonoxid erheblich geringeren Sauerstoffpermeabilität, die das Calciumzirkonat als Festelektrolyt in Zellen zur korrekturfreien Messung kleinster Sauerstoffaktivitäten in Metallschmelzen besonders geeignet erscheinen läßt.     

Die elektrische Leitfähigkeit von Aluminiumnitrid bei Temperaturen zwischen 1100 und 1700 °C und unterschiedlichen Stickstoffpartialdrücken

Schrifttumsübersicht über die elektrische Leitfähigkeit des Aluminiumnitrids AlN zwischen 60 und 1100 °C. Eigene Untersuchungen zur Ermittlung der elektrischen Leitfähigkeit mit Spannungsvergleichsmessungen zwischen 1100 und 1700 °C nach der Zweipol- und Vierpolmethode. Darstellung der Ergebnisse für unterschiedliche Meßfrequenzen, unterschiedliche Gasströmungen und verschiedene Stickstoffpartialdrücke der Argon-Stickstoff-Atmosphäre. Ermittlung der Aktivierungsenergien der Ladungsträger. Erörterung über den Leitungsmechanismus im AlN.     

Die elektrische Leitfähigkeit metallkeramischer Werkstoffe der Systeme ZrO2-Mo und Al2O3-Fe zwischen 20 und 1700°C

Berechnung der elektrischen Leitfähigkeit metallkeramischer Werkstoffe. Erklärung der sprunghaften Leitfähigkeitsänderung mit einem Polyedermodell. Messung der elektrischen Leitfähigkeit an gesinterten Metallkeramiken aus elektronenleitendem Zirkonoxid und Molybdän, stabilisiertem, ionenleitendem Zirkonoxid und Molybdän sowie aus Aluminiumoxid und Eisen. Einfluß der Ausgangskorngröße der oxidischen Komponente auf die elektrische Leitfähigkeit.     

Keramische und elektrolytische Eigenschaften von Zirkonsilicat ZrSiO4 bei Temperaturen um 1600 °C

Überprüfung von Zirkonsilicat ZrSiO₄ im Hinblick auf seine Eignung als Festelektrolyt zur Messung der Sauerstoffaktivität in Metallschmelzen. Angaben über Zustandsbereich sowie Kristallstruktur, thermische Ausdehnung, Wärmeleitfähigkeit und mechanische Eigenschaften. Untersuchung des Sinterverhaltens, der Gefügeausbildung und der Temperaturwechselbeständigkeit. Messungen der elektrischen Leitfähigkeit von ZrSiO₄ sowie der EMK an Sauerstoffkonzentrationszellen mit ZrSiO₄ als Festelektrolyt in Eisenschmelzen. Nachweis einer überwiegenden lonenleitung bei 1600 °C.     

Elektrochemische und elektrische Untersuchungen im System Eisen—Phosphor—Sauerstoff—Kalk

Messungen des elektrischen Widerstandes an gesinterten und schmelzflüssigen Kalk-Phosphorsäure-Proben bei Kalkgehalten von 33,9 bis 100% und Temperaturen von 1000 bis 1650 °C. Berechnung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten mit Hilfe von Zellkonstanten, die an wäßrigen Eichlösungen bekannter Leitfähigkeit ermittelt wurden. Darstellung der Leitfähigkeitsisothermen im Zustandsschaubild Kalk-Phosphorsäure.     

Die elektrische Leitfähigkeit von Wüstit

Herstellung reiner Wüstitproben aus Eisenblech mit angeschweiβten Platinelektroden. Veränderung des Fehlordnungsgrades der Proben durch Zugabe kleiner Wasserstoff- bzw. Sauerstoffmengen bei Versuchstemperatur. Messung des elektrischen Widerstandes nach der Vier-Punkt-Methode. Abhängigkeit der Leitfähigkeit von Temperatur und Fehlordnungsgrad. Deutung der elektrischen Leitung als thermisch aktivierter Übergang von Defektelektronen zwischen drei- und zweiwertigen Eisenionen.     

Querschnittsmessung an Rundwalzdraht und Rundstahl mit Hilfe des Wirbelstromverfahrens mit Durchlaufspulen

Verhalten eines metallischen zylindrischen Stabes im homogenen magnetischen Wechselfeld einer Spule. Beschreibung des Verhaltens durch die effektive Permeabilität und deren Abhängigkeit vom Verhältnis der Frequenz zur Grenzfrequenz. Einfluß des Querschnitts und der elektrischen Leitfähigkeit des Stabes auf die Grenzfrequenz und damit auf die Spuleninduktivität. Trennung von Leitfähigkeits- und Durchmessereinflüssen. Beseitigung des Einflusses der Leitfähigkeit durch hohe Frequenzen; Messung der Schwingfrequenz eines Oszillators mit Durchlaufspule. Vergleich von Wirbelstromverfahren und Meßverfahren mit Hilfe der Compton-Streuung harter γ-Strahlung. Erste Ergebnisse von Betriebsversuchen mit dem Wirbelstromverfahren.     

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.     

Keramische Eigenschaften von Calciumzirkonat bei Temperaturen bis 1600 °C

Zusammenstellung von Schrifttumsangaben über Kristallstruktur, Zustandsbereich und thermische Ausdehnung von Calciumzirkonat CaZrO₃ und mit Calciumoxid stabilisiertem Zirkonoxid ZrO₂ im Hinblick auf den Einsatz des CaZrO₃ als Festelektrolyt zur Messung der Sauerstoffaktivität in Metallschmelzen. Untersuchung des Sinterverhaltens, der Gefügeausbildung und der Temperaturwechselbeständigkeit von Calciumzirkonat mit ZrO₂- oder CaO-Überschuß. Voraussetzungen für die Herstellung gasdichter CaZrO₃-Formkörper und Nachweis einer höheren Temperaturwechselbeständigkeit des Calciumzirkonats im Vergleich mit CaO-teilstabilisiertem Zirkonoxid.     

Die elektrische Leitfähigkeit von Eisenoxiden

Verfolgung des Sintervorganges von α-Fe₂O₃- Preβlingen in Abhängigkeit von der Sinterdauer an Hand des äuβeren Volumenschwundes, der Porenvolumina, der mittleren Porenradien, der spezifischen Oberflächen und der elektrischen Leitfähigkeitswerte. Beschreibung der elektrischen Leitfähigkeit der gesinterten α-Fe₂O₃-Ausgangsproben in Abhängigkeit vom Reduktionsgrad bei Reduktion mit Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Gemischen.     

Zum Einfluß von Temperatur und Beanspruchungsgeschwindigkeit auf die Rißzähigkeit von Baustählen mit unterschiedlicher Festigkeit

Untersuchungen an zwei territisch perlitischen Stählen und an einem bainitischen Stahl mit Streckgrenzenwerten zwischen 330 N/mm² und 630 N/mm². Ermittlung der Rißzähigkeit K_lc in Abhängigkeit von der Temperatur bei Beanspruchungsgeschwindigkeiten zwischen dem quasistatischen Versuch und schlagartiger Beanspruchung. Meßtechnische Voraussetzungen für die Durchführung von Bruchmechanikversuchen bei hohen Beanspruchungsgeschwindigkeiten. Ermittlung der kritischen Rißaufweitung δ_c und Vergleich der an kleinen 1 CT-Proben ermittelten K_lc-Werte mit den Ergebnissen von 2 CT-Proben. Unterschiede zwischen den aus instrumentierten Kerbschlagversuchen ermittelten Ergebnissen und den an instrumentierten CT-Proben gemessenen K_ld-Werten. Darstellung der Rißzähigkeit K_lc in Abhängigkeit von der im Kerbgrund berechneten Dehngrenze.     

Zusammenhang zwischen Gefügeaufbau und anderen Eigenschaften kohlenstoffarmer Manganstähle

Ermittlung der Dickte, des elektrischen Widerstandes, der Wärmeausdehnung, magnetischen Sättigung, Koerzitivfeldstärke, Kennwerte im Zugversuch, Härte und Kerbschlagzähigkeit (diese auch bei höheren und tieferen Temperaturen) an Manganstählen mit rd. 0,035 bis 0,06% C und 2,25 bis 31, 1% Mn. Einfluß von Kaltverfestigungen. Zusammenhang zwischen den genannten Eigenschaften und dem Gefügeaufbau unter besonderer Berücksichtigung der jeweiligen Anteile an ε- und α-Martensit.     

Zusammenhang zwischen der im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch ermittelten Bruchverformungsarbeit und der dynamischen Rißzähigkeit hochfester Stähle in Abhängigkeit von Temperatur und Kerbschärfe

An den Stählen St 52-3 und 35 NiCrMoV 12 5 wurden im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch bei einer Schlaggeschwindigkeit von 5 m/s die Bruchverformungsarbeit und die dynamische Rißzähigkeit bei unterschiedlicher Kerbschärfe und Prüftemperatur bestimmt. Es wurden die Einflüsse aufgezeigt, die bei der Bestimmung der wahren Bruchverformungsarbeit E_d gegenüber dem beim Kerbschlagbiegeversuch aufgenommenen Arbeitsverbrauch a_K berücksichtigt werden müssen. Die Versuchsergebnisse wurden verglichen und diskutiert, wobei auch die Gültigkeit einer Modellvorstellung von A. S. Tetelman zur Bestimmung der Rißzähigkeit an endlich gekerbten Proben überprüft wird.     

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.     

Die Thermokraft von Aluminiumnitrid bei Temperaturen zwischen 1350 und 1650 °C in Argon- und Stickstoffatmosphäre

Beschreibung der Versuchsapparatur zur Messung der Thermospannung der Kette Rh |_{T + Δ} AIN |_T Rh für Temperatur-differenzen bis zu ± 60 °C zwischen 1350 und 1650 °C. Ermittlung der Thermokraft und ihres homogenen Anteils. Berechnung der Überführungswärme der wandernden Ionen aus der homogenen Thermokraft. Erörterung zum Leitungsmechanismus im Aluminiumnitrid AlN.     

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.     

Physikalisch-chemische Untersuchungsmethode zur Erforschung des Systems „Metall–Schlacke–Gas“ unter erhöhtem Gasdruck

Bericht über Anwendung der Schwebeschmelzmethode zur Untersuchung von Metall-Schlacke-Gas-Gleichgewichten unter erhöhtem Druck. Angaben über Versuchsergebnisse zur Stickstofflöslichkeit, zur Lösungsenthalpie und zur freien Reaktionsenthalpie des Stickstoffs bei Drücken bis 26 bar im Gleichgewicht mit legierten Schmelzen der bulgarischen Stahlsorte X 50 CrWMoVSiN 33 bei 1600 bis 1800°C sowie zur Schwefelverteilung zwischen Schmelze und einer Schlacke mit rd. 65% CaF₂, 30% Al₂O₃ und 4% CaO. Erörterung der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die Verhältnisse einer Druck-ESU-Anlage.     

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.     

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.     

Beitrag zum Ablauf der Eisen- und Siliciumreduktion aus Eisenoxid-Kieselsäure-Gemischen mit Koks beim Aufheizen auf 1400°C und beim isothermen Halten

Quantitative Beschreibung der Eisen- und Siliciumreduktion aus Eisenoxid-Kieselsäure-Gemischen sowie des Kieselsäureumsatzes zu gasförmigem Siliciummonoxid (SiO) bei Reduktionsversuchen unter Argon mit Koks an Fayalit, Fe₂O₃-Kiesgemischen wechselnder Zusammensetzung, reinem Kies und reinem Eisen-Kies-Gemisch durch Thermogravimetrie und Abgasbilanz. Bedeutung des reduzierten bzw. vorgegebenen, durch Kohlenstoffaufnahme verflüssigten Eisens bei der ?Kondensation“ des Siliciums im SiO zu siliciertem Eisen, Eisensilicid und Siliciumcarbid. Ausschließlicher Umsatz der Kieselsäure zu SiO bei Abwesenheit von Eisen. Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die Kieselsäurereduktion im Hochofen.