Zur isothermen Reduktion von Eisenerzpellets mit Kohlenmonoxid,Wasserstoff und deren Gemischen

Die isotherme Reduktion von Eisenerzpellets mit Kohlenmonoxid, Wasserstoff und deren Gemischen bei Temperaturen zwischen 700 und 1000°C wird experimentell und theoretisch untersucht. Die Meßergebnisse folgen weitgehend einem Rechenmodell, das den topochemischen Verlauf einer oder mehrerer simultaner Reaktionen 1. Ordnung beschreibt und so eine detaillierte Analyse der experimentellen Befunde erlaubt. Die Reduktion mit reinem Wasserstoff ist um etwa eine Größenordnung schneller als die mit reinem Kohlenmonoxid. In Gemischen macht sich die beschleunigende Wirkung des Wasserstoffs besonders bei geringen Zusätzen bemerkbar. So sinkt die Reduktionsdauer auf weniger als die Hälfte, wenn dem Kohlenmonoxid 10% Wasserstoff zugesetzt werden. Die Reduktion durch Kohlenmonoxid ist bei der verwendeten Pelletgröße von 1,3 cm wesentlich diffusionsbestimmt, die durch Wasserstoff dagegen mehr reaktionsbestimmt. Der aus den Meßwerten ermittelte Porendiffusionskoeffizient wächst bei der Reduktion mit Kohlenmonoxid proportional zur fünften bis sechsten Potenz der Absoluttemperatur, was auf eine entsprechende Temperaturabhängigkeit der Porenstruktur schließen läßt. Demgegenüber zeigt jedoch der Porendiffusionskoeffizient bei der Reduktion mit Wasserstoff ein annähernd ideales Verhalten mit einem Temperaturexponenten um 1,5. Die ebenfalls aus den Meßwerten ermittelten Aktivierungsenergien und Häufigkeitsfaktoren der Phasengrenzreaktion liegen für die Reduktion mit Kohlenmonoxid bei 60 kJ/mol bzw. 1000 cm/s und für die Reduktion mit Wasserstoff bei 50 kJ/mol bzw. 700 cm/s. Einer engeren Eingrenzung der Werte steht hier jedoch ebenso wie bei den Porendiffusionskoeffizienten die relativ starke Streuung der aus den Messungen gewonnenen Punkte entgegen.     

Mathematische Beschreibung der Bildung von globularem Zementit in Stahl Cq 35 in Abhängigkeit von Kaltverformung,Glühtemperatur und Glühdauer

Energetische Voraussetzungen im Perlit zur Einformung des Zementits. Ermittlung des Zementit-Einformungsgrades an Proben aus Stahl Cq 35 nach Kaltumformen durch Stauchen, Recken oder Tordieren mit jeweils unterschiedlichem Umformgrad und anschließendem Glühen bei Temperaturen von 820 bis 970 K (547 bis 697 °C) mit Haltezeiten bis zu 10 h. Mathematische Auswertung der Versuchsergebnisse im Hinblick auf die Vergleichsformänderung sowie auf die Abhängigkeit des Einformungsgrades und der Einformungsgeschwindigkeit von Temperatur und Haltedauer.     

Einfluß der Desoxidation mit Metallen der seltenen Erden auf die Erscheinungsform nichtmetallischer Einschlüsse und die mechanischen Eigenschaften warmfester Chrom-Molybdän-Vanadin-Stahlgußsorten

Desoxidation vonChrom-Molybdän-Vanadin-Stahlgußsorten mit 0,12 bis 0,20%C, 0,25 bis 0,50% Si, 0,50 bis 1,00%Mn, 1,00 bis 1,50%Cr, 0,40 bis 1,10% Mo, 0,10 bis 0,70% V und bis zu 0,70 %W durch Zugabe allein von Aluminium oder einer Eisen-Cer-Legierung sowie durch gleichzeitige Zugabe von Aluminium und einer Eisen-Silicium-Cer-Legierung. Menge und Gestalt der nichtmetallischen Einschlüsse in Abhängigkeit von der zugegebenen Menge an Metallen der seltenen Erden. Änderung der mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit vom Cergehalt im Stahl.     

Entspannungsverhalten warmfester Chrom-Molybdän-Vanadin-Stähle mit 0,52 bis 0,94% V bei 550 °C

Ermittlung des Entspannungsverhaltens bis 10 000 h Dauer bei 550 °C an zwölf Versuchsschmelzen von Chrom-Molybdän-Vanadin-Stählen mit rd. 0,17 und 0,24% C, 0,4% Mn, 0,4% Si, 1,2% Cr, 0,6 und 1% Mo sowie 0,52 bis 0,94% V und Zusätzen weiterer Legierungselemente, wie rd. 0,6% W, 0,007% B, 0,34% Nb, 0,15% Ti oder 0,018% Zr. Untersuchung des Ausscheidungszustandes mit Elektronenmikroskop und elektrolytischer Rückstandsisolierung. Bedeutung des Verhältnisses der Stoffmengengehalte an Vanadin und Kohlenstoff für die Mischkristallverfestigung der Grundmasse und den Entspannungswiderstand.     

Zur Untersuchung von Ausscheidungsvorgängen in warmfesten Stählen mit rd. 12% Cr bei 500 und 600 °C

Metallographische, elektronenmikroskopische und röntgenographische Untersuchung des Gefügezustandes von sieben verschiedenen warmfesten Stählen mit rd. 0,20% C, rd. 12% Cr und Gehalten an Molybdän bis 2,2%, Vanadin bis 1,11% und Wolfram bis 3,97% nach dem Lösungsglühen bei 1300 °C und Abschrecken in Wasser sowie nach anschließendem Glühen bei 500 und 600 °C während 0,5 bis 5000 h. Gehalt an δ-Ferrit im lösungsgeglühten Zustand. Nachweis der aufeinanderfolgenden Carbidausscheidungsreaktionen im angelassenen Martensit und der Bildung von Lavesphase in δ-Ferrit bei Anwesenheit von Molybdän oder Wolfram. Härteänderung in Abhängigkeit von der Glühdauer. Einfluß der Keimbildungsbedingungen auf den Anstieg der Härte durch Ausscheidung von M₇C₃.     

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.     

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.     

Untersuchungen zum Schwefelübergang zwischen kohlenstoffhaltigen Eisenschmelzen und flüssigen Schlacken

Untersuchung des Übergangs des Schwefels aus kohlenstoffhaltigen Eisenschmelzen mit Zusätzen von Silizium, Mangan und Titan in flüssige Kalk-Tonerde-(Kieselsäure)-Schlacken. Vergleich der Ergebnisse mit einem früher abgeleiteten kinetischen Modell mit der Austauschreaktion an der Phasengrenzfläche als geschwindigkeitsbestimmenden Schritt. Aussagen über die gegenseitige Beeinflussung von Kieselsäurereduktion und Schwefeltransport von Metall in die Schlacke. Einfluβ von Mangan- oder Titanzusätzen zur Schmelze auf den Schwefeltransport und die Kieselsäurereduktion.     

Untersuchungen mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde über die Ursachen der Schweißgut-Inhomogenität beim Schweißen unlegierter und niedriglegierter Stähle

Untersuchung mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde über Verteilung des Kohlenstoffs und der Legierungselemente im Schweißgut von Auftrags- und Verbindungsschweißungen an 10, 20 und 45 mm dicken Blechen aus unlegiertem Stahl mit rd. 0,18% C, 0,25% Si und 0,50% Mn bei Verwendung von Schweißzusatzwerkstoffen mit 0,3 bis 4% Si, 0,4 bis 4% Mn, 0 bis 2% Cr, 0 bis 0,9% Mo und 0 bis 2% Ni. Zusammenhang zwischen der Primärseigerung und der Ferrit-Perlit-Zeiligkeit des Schweißgutes und ihre Beeinflussung durch die Schweißbedingungen, durch die Wärmeführung während und nach dem Schweißen und durch die chemische Zusammensetzung des Grund- und Schweißzusatzwerkstoffes.     

Die Bedeutung geringer Arsengehalte im Ferronickel für die zukünftige Nickelversorgung der Stahlindustrie

Erläuterung der Nickelversorgung in der Stahlindustrie. Folgerungen für die Stahlherstellung beim Übergang auf arsenhaltiges Nickeloxiderz. Verhalten von Arsen bei der Herstellung von nichtrostendem Chrom-Nickel-Stahl mit rd. 18% Cr, 9% Ni und mit 0,009, 0,046 und 0,061% As. Prüfen der mechanischen Eigenschaften, der Schweißbarkeit und der chemischen Beständigkeit dieser Stähle in Abhängigkeit vom Arsengehalt. Abschätzen des Einflusses vorgegebener Arsengehalte auf die Neigung zur Anlaßsprödigkeit von Baustahl mit Gehalten bis zu 4% Ni. Überlegungen zur Gefährdung der Umwelt durch Arsen in den hier vorkommenden Gehalten.     

Der Einfluß einer langzeitigen Glühung bei 500 bis 700 °C auf das Kriechverhalten des Stahles 13 CrMo 4 4 bei 550 °C

Aufnahme von Zeit-Dehnung-Kurven über 1000 h bei 550 °C an einem Stahl mit 0,12% C, 0,86% Cr und 0,46% Mo nach 30- bis 10000 stündigem Glühen bei 500 bis 700 °C. Untersuchung der durch die Glühebehandlungen verursachten Änderungen im Feinbau des Werkstoffes durch Messung der Änderungen des elektrischen Widerstandes und der Koerzitivfeldstärke, durch Ermittlung der Streckgrenze und der Zugfestigkeit, durch lichtoptische Gefügebetrachtungen sowie durch chemische und röntgenographische Untersuchungen von Isolierungsrückständen.     

Untersuchungen zur Verformungsalterung stickstoffhaltigen Reineisens durch Dämpfungs- und Festigkeitsmessungen

Entkohlende und entstickende Glühbehandlung zur Herstellung der Alterungsbeständigkeit von Reineisen mit 0,007% C und 0,004% N sourie von unlegiertem Stahl mit 0,04% C und 0,003% N oder 0,12% C und 0,003% N in feuchtem Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch. Löslichkeit des Stickstoffs im α-Eisen in Abhängigkeit von der Temperatur. Einfluß der Verformung auf das Grunddämpfungsverhalten von Reineisen. Verlauf der Verformungsalterung durch Stickstoff im α-Eisen im Temperaturbereich von 20 bis 100 °C. Unterscheidung der verschiedenen Mechanismen der Alterung durch Rückbildungsuntersuchungen und Zugversuche.     

Die Aktivität des Sauerstoffs in phosphorhaltigen Kupfer- und Nickelschmelzen

EMK-Messungen an Festelektrolytzellen des Typs Pt, Luft II ZrO₂ (+ CaO) II Meta Ilschmelze zur Ermittlung der Sauerstoffaktivität in phosphorhaltigen Kupfer- oder Nickelschmelzen bei Phosphorgehalten bis 2%. Beschreibung der Abhängigkeit des Aktivitätskoeffizienten des Sauerstoffs vom Phosphorgehalt der Metallschmelzen durch Polynome vierten Grades am Beispiel von Kupferschmelzen bei 1 150 und 1600 °C. Angabe der Sauerstoffpartialdrücke in phosphorhaltigen Kupferschmelzen. Darstellung des Einflusses des Phosphors auf die Sauerstoffaktivität in Nickelschmelzen.     

Das Umwandlungsverhalten übereutektoidischer Chromstähle in Abhängigkeit vom Kohlenstoff- und Chromgehalt

An Stählen mit rd. 1,0 und 1,5% Cr bei Kohlenstoffgehalten von 0,7 bis 1,2% Untersuchung ihres Umwandlungsverhaltens durch Aufstellung von Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubildern für kontinuierliche Versuchsführung und Ermittlung von Umwandlungskennwerten. Ergebnisse von Stirnabschreckversuchen zur Ermittlung der Einhärtungstiefe; Einfluβ von Schwankungen der chemischen Zusammensetzung auf die Einhärtungstiefe bei 135 Betriebsschmelzen des Stahles 100 Cr 6.     

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.     

Massiver Zementit

Herstellung von Zementit durch Aufkohlen von chrom- oder manganlegiertem Gußeisenpulver in Methan, Pressen und Sintern des Karbidpulvers. Thermomagnetische Prüfung der Karbidpulver und Sinterkörper auf Gehalte an Ferrit und Zementit. Aufkohlen mit Graphit. Mindestgehalte an Chrom oder Mangan zur Erzielung von beständigem Zementit. Warmstauchversuche an gesinterten Proben. Heißpressen von Pulvern. Eigenschaften von legiertem Zementit: Curietemperatur, Schmelztemperatur, spezifische Wärme, Dichte, Wärmeausdehnung, Gefüge, elektrischer Widerstand, Thermokraft, Härte, Elastizitätsmodul, Magnetisierungskurve. Verhalten bei Gegenwart von Metallzusätzen.     

Auflösung ledeburitischer Carbide und Ausscheidung von Korngrenzenzementit in Wälzlagerstahl

Ermittlung der Anzahl und des Flächenanteils der ledeburitischen Carbide in einem Wälzlagerstahl mit rd. 1% C und 1,55% Cr nach Glühen bei 1140 °C bis 32 h und anschließendem Härten des im Gußzustand (als Block) angelieferten Werkstoffes. Ermittlung des Ausmaßes der Bildung von Korngrenzenzementit an warmgewalzten Stangen desselben Stahles im Verlauf eines Haltens bis 2 h bei rd. 850 bis 650 °C nach Austenitisieren bei 1140 oder 1170 °C. Darstellung und Erklärung der beobachteten Gesetzmäßigkeiten.     

Untersuchungen zur Gefügebeständigkeit des Stahles 10 CrMoNiNb 910 im Temperaturbereich zwischen 550 und 800 °C

Ermittlung der Härte, der 0,2%-Dehngrenze und der Zugfestigkeit von acht Schmelzen des Stahles 10 CrMoNiNb 9 10 mit 0,028 bis 0,086% C, 2,1 bis 2,4% Cr, 0,8 bis 1 % Mo. 0,35 bis 0,84% Ni und 0,52 bis 0,9% Nb in Abhängigkeit von der Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Austenitisieren. Eigenschaftsänderungen durch Auslagerung bei 550 bis 800 °C bis 10000 h Dauer. Ergänzende metallographische Untersuchungen. Einfluß des Gehaltes an freiem Niob. Abhängigkeit der Eigenschaftsänderungen vom Verteilungszustand des Nb (C, N) und der Lavesphase Fe₂Nb. Nachteilige Wirkung einer Kaltumformung vor der Auslagerung. Aktivierungsenergie der entfestigenden Vorgänge. Folgerungen für die technische Anwendung des Stahls 10 CrMoNiNb 910.     

Untersuchungen zur gemeinsamen Ausscheidung von Kohlenstoff und Stickstoff bei der Alterung eines unberuhigten weichen Stahles

An Proben aus unberuhigt vergossenem Thomasstahl mit 0,035 bis 0,055% C, <0,01% Si, 0,30 bis 0,40% Mn, 0,020 bis 0,055% P, 0,030% S und 0,002 bis 0,017% N sowie an entkohlten, entstickten und anschlieβend auf 0,044% C aufgekohlten Proben des gleichen Grundwerkstoffes mit Dämpfungsmessungen, mit Ermittlung der Koerzitivfeidstärke, mit dem Zugversuch sowie mit Rückbildungsversuchen Untersuchung des Ausscheidungsverhaltens von Kohlenstoff und Stickstoff, einzeln oder gemeinsam, bei der Abschreck- und Verformungsalterung. Zusammenhang zwischen der Abschrecktemperatur, der Auslagerungsdauer, der Auslagerungstemperatur, dem Kaltverformungsgrad, dem Ausscheidungsmechanismus, der Art der Ausscheidungen und den Festigkeitseigenschaften des untersuchten Stahles.     

Einfluß von Kobalt auf die martensitischen Umwandlungen in austenitischen Stählen mit rd. 18% Cr und 10% Ni

Röntgenographische, magnetische, metallographische und dilatometrische Untersuchung der martensitischen Umwandlung bei +20 und –196 °C an einer Legierungsreihe, bei der – ausgehend von einem kohlenstoffarmen Stahl mit rd. 18% Cr und 8% Ni– stufenweise je 7% Fe + 2% Cr + 1% Ni durch 10% Co ersetzt wurden, nach Abschrecken und zusätzlicher plastischerVerformung. Ermittlung des Einflusses von Kobalt auf mechanische und magnetische Eigenschaften, Dichte und Gitterkonstante des Austenits. Versuch der lückenlosen Überführung der hexagonalen ?-Phase austenitischer Chrom-Nickel-Stähle in die Tieftemperaturmodifikation des Kobalts durch zusätzliche Versuche an Legierungen, bei denen – ausgehend von rd. 40% Co, 10% Cr und 6% Ni – der Nickelgehalt bis auf 0% abgesenkt wurde.