Korrelationen bei der Diffusion von Kohlenstoff,Sauerstoff, Wasserstoff,Stickstoff und Schwefel in festem und flüssigem Eisen

Untersuchung der systematischen Zusammenhänge zwischen kennzeichnenden Größen der Diffusion von Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Schwefel in Eisen. Abschätzung der effektiven Radien der diffundierenden Teilchen. Korrelationen zwischen Diffusionskoeffizienten und effektiven Radien. Erörterung der geometrischen Platzverhältnisse und der interstitiellen Diffusionsmechanismen. Vergleich der in Versuchen bestimmten mit aus der Theorie von C. Wert und C. Zener berechneten Frequenzfaktoren. Angaben über die Ausnahmestellung des Schwefels.     

Einfluß des Verhältnisses von Sauerstoff- und Schwefelgehalt auf die Lebensdauer von Wälzlagerstahl

Ermittlung der Lebensdauer an ringförmigen Proben aus Wälzlager stahl mit rd. 1% C und 1,5% Cr in einem die Beanspruchungsverhältnisse in Radiallagern nachahmenden Laufversuch. Erschmelzung des Versuchswerkstoffes nach unterschiedlichen Verfahren und Einfluß der hiermit erreichten unterschiedlichen Anteile an oxidischen und sulfidischen Einschlüssen oder an Sauerstoff und Schwefel auf die Lebensdauer. Oxidische Einschlüsse mit einer Sulfidhülle als günstigste Ausbildungsform der Einschlüsse; Wahl des im Hinblick hierauf günstigsten Verhältnisses von Sauerstoff- zu Schwefelgehalt.     

Morphologie von Eisen-Mangan-Sulfiden und Oxisulfiden

Gleichgewichte im System Eisen-Mangan-Schwefel. Beschreibung der unterschiedlichen Ausbildungsformen von Sulfiden. Untersuchungen an konvektionsfreien und induktiv gerührten, mit Mangan desoxidierten Schmelzen. Morphologie der Sulfide in Abhängigkeit von den örtlichen Konzentrationen an Mangan, Sauerstoff und Schwefel. Lichtmikroskopische und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen der Sulfidformen.     

Kinetik des Wasserstoff- und Stickstoffaustausches zwischen Gasphase und flüssigem Reineisen in Abhängigkeit von Druck,Temperatur und Badbewegung

Messung der Wasserstoff- und Stickstoffaufnahme und -abgabe durch flüssiges Reineisen mit weniger als 50 ppm Sauerstoff oder Schwefel in einer abgeänderten Sieverts-Zelle. Berechnung von Stoffübergangskoeffizienten. Veränderung der Badbewegung durch Heizzylinder aus Molybdän. Ermittlung des geschwindigkeitsbestimmenden Teilschritts durch Veränderung der Grenzflächenkonzentration c*, der Konzentrationsunterschiede (c*?c_o), der Temperatur und durch Absorptions- und Desorptionsversuche. Einfluß einer Schlackendecke auf dem Bad. Messung der Wasserstoffdiffusion in γ-Eisen.     

Das Lösungsverhalten des Sauerstoffs in Nickelbasisschmelzen

Messung der Sauerstoffaktivität in binären Nickelschmelzen mit Zusätzen an Aluminium, Chrom, Kohlenstoff, Mangan, Molybdän, Silicium, Titan, Vanadin oder Wolfram mit Hilfe von ZrO₂(CaO)-Festelektrolytzellen bei 1600 °C. Probenahme und analytische Bestimmung der Gehalte an Sauerstoff und Legierungselement. Beschreibung der Abhängigkeit der Aktivitätskoeffizienten Ig f_O vom Gehalt an Legierungselement durch Gleichungen 1. oder 2. Grades.     

Berechnung der Gleichgewichtszusammensetzungen und Rußgrenzen im System C–CH4–H2–CO–H2O–CO2

Rechenprogramm zur Ermittlung der thermodynamischen Gleichgewichte im System C–CH₄–H₂–CO–H₂O–CO₂. Hinweise auf die Anwendungsmöglichkeiten der Rechnungen, und zwar auf die Kohlevergasung, auf die Spaltung von Kohlenwasserstoffen zur Reduktionsgaserzeugung, auf Oxidations- und Reduktionsvorgänge oder auf Ent- und Aufkohlungsreaktionen. Berechnung der Gleichgewichtszusammensetzungen in der Gasphase, der Rußgrenzen und der Aktivitäten von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in Abhängigkeit von Temperatur und Gesamtdruck. Erörterung des Verlaufs der Rußgrenzen mit Hilfe der Gleichgewichte für den Methanzerfall und die Boudouard-Reaktion.     

Die Gleichgewichte des Systems Eisen–Kohlenstoff–Sauerstoff im Temperatur- und Konzentrationsbereich des flüssigen Stahls und ihre Beeinflussung durch Phosphor,Mangan und Schwefel

Gleichgewichtskonstanten und Wechselwirkungsparameter im System Fe–C–O–X. Versuchsdurchführung. Ergebnisse und Auswertung der Versuche für das Dreistoffsystem. Der Einfluß von Phosphor, Mangan und Schwefel auf die Aktivität von gelöstem Sauerstoff und Kohlenstoff. Zuordnung der Kohlenstoff-Sauerstoff-Konzentration in zeichnerischer Darstellung und Einfluß des Oasdruckes. Verschiebung der Kurvenlage durch zusätzliche Legierungselemente.     

Eisenschmelzen und Hochofenschlacken im Graphittiegel bei längerer Schmelzdauer

Die starke Veränderlichkeit des Siliziumgehaltes von Eisenschmelzen unter Silikat-Sulfidschlacken im Graphittiegel. Vier verschiedene CaO-MgO(10%)-Al₂O₃(10%)-SiO₂-Schlacken reagieren 5 min bis 6 h lang bei 1550 °C mit siliziumarmen, aber schwefelreichen Eisenschmelzen. Der Umsatz des Kohlenstoffs bei verschieden oxydierenden Bedingungen zu Anfang. Die Verknüpfung der Konzentrationen von Silizium, Mangan, Eisen und Schwefel als Folge der Querreaktionen. Die umgesetzten Mengen, das weite Überwiegen der Kieselsäurereduktion durch Kohlenstoff. Berechnung des Ablaufes der Einzelreaktionen und des Gesamtumsatzes aus demjenigen einer Reaktion mit Hilfe der Kennzahlen der Querreaktionen.     

Abschätzung mittlerer Werte für die Diffusion von Kohlenstoff,Sauerstoff, Wasserstoff,Stickstoff und Schwefel in festem und flüssigem

Zusammenstellung und kritische Auswertung des Schrifttums. Ermittlung ?wahrscheinlicher” Diffusionswerte in Abhängigkeit von der Temperatur in Gamma-, Delta- und flüssigem Eisen für Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Schwefel. Erörterung der relativen Größe der Diffusionskoeffizienten zueinander und der Änderung der Diffusionskoeffizienten bei Phasenumwandlungen.     

Ermittlung der Gleichgewichtskonstante der Kieselsäurereduktion in Eisen-Kohlenstoff-Silicium-Sauerstoff-Schmelzen durch Sauerstoffpartialdruckmessungen

Reaktionsbereiche von Kohlenstoff und Silicium im System Eisen–Kohlenstoff–Silicium–Sauerstoff. Definition der ?Übergangstemperatur? bei der Kieselsäurereduktion. Temperaturabhängigkeit des Sauerstoffpartialdrucks, gemessen mit Sauerstoffkonzentrationsketten mit Mullit als Festelektrolyt. Ermittlung der Gleichgewichtskonstante für die Kieselsäurereduktion und für die Auflösungsreaktion von Sauerstoff in kohlenstoff- und siliciumreichen Eisenschmelzen.     

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.     

Theoretische und experimentelle Grundlagen der Erstarrungskinetik von Eisen

Konzentrations- und Temperaturverteilung an der Erstarrungsfront bei normaler Erstarrung und beim Zonenschmelzen. Ableitung der Unterkühlungsgleichung für das Zonenschmelzen an der Erstarrungsfront. Temperaturverlauf in der flüssigen Phase beim Zonenschmelzen in Abhängigkeit von der Erstarrungsgeschwindigkeit zwischen 1,14 cm/h und 34 cm/h. Konzentrationsverteilung für Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Silicium in den binären und von Kohlenstoff und Schwefel, Kohlenstoff und Stickstoff sowie Schwefel und Stickstoff in den ternären Systemen. Die effektiven Verteilungskoeffizienten k_e und die Stoffübergangskoeffizienten D/ô. Die Gleichgewichtsverteilungskoeffizienten k₀ sowie die Diffusionskoeffizienten. Berechnung des Unterkühlungsverlaufes der Schmelze an der Erstarrungsfront.     

Beitrag zur chemischen Aktivität der Elemente Phosphor,Schwefel, Silizium,Kupfer und Chrom in flüssigen kohlenstoffgesättigten Eisenlösungen

Ableitung einer Gleichung zur Berechnung der Aktivitätskoeffizienten eines Stoffes in Abhängigkeit von der Konzentration in kohlenstoffgesättigtem Eisen. Untersuchung der Löslichkeit von Phosphor und Schwefel zur Ermittlung der Aktivitätskoeffizienten. Vergleich der Ergebnisse mit den Rechenwerten. Auswertung von Schrifttumsangaben über die Systeme Eisen—Silizium—Kohlenstoff, Eisen—Kupfer—Kohlenstoff und Eisen—Chrom—Kohlenstoff und Vergleich des gemessenen und berechneten Zusammenhangs zwischen Aktivitätskoeffizient und Konzentration.     

Über die Porigkeit von Hochofenschlacken unter Berücksichtigung des Einflusses von gelöstem Stickstoff

Schwefel-, Stickstoff-, Kohlenstoff- und Wasserstoffgehalte in Hochofenschlacken. Vorhersage von Gasbildungsreaktionen mit Hilfe von thermodynamischen Rechnungen. Verhalten von Schwefel und Stickstoff in synthetischen Schmelzen gegenüber oxidierenden und reduzierenden Behandlungen. Bestimmung der Menge und Zusammensetzung des aus erstarrenden Hochofenschlacken entweichenden Gases. Erstarrung von synthetischen Schlacken. Maßnahmen zur Verringerung der Porigkeit von Hochofenschlacken.     

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.     

Restlebensdauerermittlung von warmfesten Stählen mit Hilfe von Dehnungswechselversuchen

Angaben über die Restlebensdauerermittlung mit Hilfe verschiedener Lebensdaueranteilregeln und mit Hilfe von Zeitstandversuchen an verwendeten Materialien. Charakterisierung des Verformungsvermoˇgens warmfester Stähle mittels der Einschnürung und Bruchdehnung und der Lastwechselzahl bis zum Bruch in Dehnungswechselversuchen. Einfluß von Gefügeänderungen und Porenbildung. Versuchsergebnisse an einem Stahl AISI 304 mit 0,016 % C, 20,2 % Cr und 9,8 % Ni und an X 6 CrNi 1811. Angaben über die Restlebensdauerermittlung mit Hilfe von Dehnungswechselversuchen. Prüfung der Methode nach Langzeitauslagerungen unter Spannung sowie mit Dichtemessungen an vier warmfesten Stählen.     

Die Beeinflussung der Kohlenstoff- und Sauerstoffaktivität im flüssigen Eisen durch Nickel und Silizium sowie durch Chrom und Silizium

Untersuchung der gemeinsamen Einflüsse von Nickel und Silizium sowie Chrom und Silizium auf die chemischen Aktivitäten von Kohlenstoff und Sauerstoff im flüssigen Eisen bei 1600°C unter Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Atmosfhäre. Zeichnerische Darstellung der Versuchsergebnisse. Vergleich mit Wirkungsparametern der Randsysteme.     

Zur Theorie der metallurgischen Vorgänge bei der Erstarrung von Stahl

Theoretische Untersuchung der Bedingungen für die Erstarrung von unberuhigtem, halbberuhigtem und beruhigtem Stahl. Erläuterung der Vorgänge an der Erstarrungsfront bei Seigerungen ohne und mit Bildung neuer Phasen: Reaktionen von Kohlenmonoxyd, Sauerstoff, Silizium und Mangan und Einflüsse von Wasserstoff und Stickstoff. Anhang mit mathematischen Ableitungen zur Seigerungstheorie unter Berücksichtigung des Auftretens metallurgischer Reaktionen.     

Diffusionskoeffizienten des Wasserstoffs in binären Eisenlegierungen zwischen 25 und 300 °C

Ermittlung ?wahrer? Diffusionskoeffizienten des Wasserstoffs in binären Eisenlegierungen mit Chrom, Mangan, Kobalt, Nickel und Schwefel zwischen Raumtemperatur und etwa 300 °C. Darstellung der Diffusionskoeffizienten in Abhängigkeit von Temperatur und Konzentration durch mathematische Funktionen. Angabe einer Temperaturfunktion für den Diffusionskoeffizienten in α-Eisen und Vergleich mit Schrifttumsangaben. Ausführliche Erörterung und Abschätzung der Fehler.     

Der Einfluß von Eisen- und Mangansulfideinschlüssen auf die Korrosion von unlegiertem Stahl in Meerwasser

Mikrokorrosionsprüfungen an Eisen- und Mangansulfideinschlüssen von unlegierten Stählen mit unterschiedlichen Gehalten an Mangan und Schwefel in künstlichem Meerwasser. Ermittlung des Ruhepotentials und Polarisationsversuche zur Erfassung von Lochfraßpotential und Art des Korrosionsangriffs. Beurteilung der experimentellen Grundlagen, die zu der im Schrifttum erwähnten Erkennung einer Lokalkathodenwirkung von Sulfiden unlegierter Stähle bei der Sauerstoffkorrosion im Meerwasser geführt hatten, durch die genannten Untersuchungen.