Characterization of laser-beam surface treated cold and hot working steels

In order to increase the wear resistance of metal forming tools, four different cold and hot working steels were laser-beam surface melted and alloyed with titanium carbide and vanadium carbide. The layers were investigated concerning chemical composition, microstructure, hardness profiles, wear behaviour measured by pin-on-disk-tests with different counterbodies and plastic behaviour of the surface by a new developed repeated impact testing machine. It turned out to be more useful to take a substrate which is already quenched and tempered prior to the laser-beam surface treatment than to carry out the tool hardening heat treatment afterwards. A tempering step after the laser-beam alloying offers the advantage of carbide precipitates in the layer connected with an increase in the hardness and a reduction of residual stresses. By means of laser-beam surface alloying the wear protection of the layer can be increased while the alloying content of the substrate is reduced with respect to the core fracture toughness. The optimal alloying addition depends on the demands of the envisaged application.     

Development of Al-Ti-C grain refiners containing TiC

Cast Al-Ti-C grain refiners were synthesized by reacting up to 2 pct graphite particles of 20 micron average size with stirred Al-(5 to 10) pct Ti alloy melts, which generated submicron-sized TiC particles within the melts, and their solidified structures showed preferential segregation of the carbide phase in the grain or cell boundary regions and occasional presence of free carbon whose amount exceeded equilibrium values. At the usual melt temperatures of below 1273 K, though, TiC formed first, but was subsequently found to react with the melt forming a sheathing of A1₄C₃ and Ti₃AlC which resulted into poisoning of the TiC particles. However, it was possible to reverse these reactions in order to regain the virgin TiC particles by superheating the melts in the temperature region where TiC particles are thermodynamically stable. Grain refining tests using the TiC master alloys produced fine equiaxed grains of cast aluminum whose sizes were comparable to that obtainable with the standard TiB₂ commercial grain refiner. TiC particles introducedvia the master alloys were found to occur in the grain centers, thereby confirming that they nucleated aluminum crystals. On leave from Regional Research Laboratory (CSIR), Bhopal, is Research Associate.     

The high-resolution time-of-flight spectrometer TOFTOF

The TOFTOF spectrometer is a multi-disc chopper time-of-flight spectrometer for cold neutrons at the research neutron source Heinz Maier-Leibnitz (FRM II). After five reactor cycles of routine operation the characteristics of the instrument are reported in this article. The spectrometer features an excellent signal to background ratio due to its remote position in the neutron guide hall, an elaborated shielding concept and an s-shaped curved primary neutron guide which acts i.a. as a neutron velocity filter. The spectrometer is fed with neutrons from the undermoderated cold neutron source of the FRM II leading to a total neutron flux of 10¹⁰n/cm²/s in the continuous white beam at the sample position distributed over a continuous and particularly broad wavelength spectrum. A high energy resolution is achieved by the use of high speed chopper discs made of carbon-fiber-reinforced plastic. In the combination of intensity, resolution and signal to background ratio the spectrometer offers new scientific prospects in the fields of inelastic and quasielastic neutron scattering.     

Entwicklung,Eigenschaften und Anwendung von konventionell erzeugten hochstickstoffhaltigen austenitischen Stählen

Durch legierungstechnische Maßnahmen lassen sich mit konventionellen Verfahren (Elektrolichtbogenofen, AOD-/VOD-Anlage) hochstickstoffhaltige austenitische Stähle erzeugen, die im lösungsgeglühten Zustand beachtliche Eigenschaften aufweisen. Die Wirkungen des Stickstoffs sind eine Erhöhung der Festigkeit durch Mischkristallverfestigung (und Auscheidungshärtung bei Amagnit 3974 (X 3 CrNiMnMoNbN 23 17 5 3)), eine Erhöhung der Austenitstabilität, die Verzögerung von Ausscheidungsvorgängen sowie eine Verbesserung der Loch- und Spaltkorrosionsbeständigkeit. Nach der Entwicklung von hochfesten unmagnetischen Stählen führte die Legierungsoptimierung zu dem Werkstoff Remanit 4565 S (X 2 CrNiMnMoN 24 17 6 4), der bei hoher Festigkeit eine ausgezeichnete Beständigkeit in zahlreichen Medien aufweist. Aufgrund des günstigen Einflusses von Stickstoff weist dieser Stahl mit nur 4,5 % Molybdän eine höhere Wirksumme PRE und eine höhere Beständigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion auf als die gängigen 6%-Mo-Austenite. Das Schweißen der beschriebenen hochstickstoffhaltigen Stähle ist ohne besondere Vorkehrungen mit allen üblichen Verfahren möglich. Porenbildung tritt nicht auf. Mit dem empfohlenen Schweißzusatz Thermanit NimoC (SG-NiCr 20 Mo 15) lassen sich mit dem WIG- und dem UP-Schweißen an Remanit 4565 S (X 2 CrNiMnMoN 24 17 6 4) Verbindungen herstellen, die ebenso beständig gegen Loch- und Spaltkorrosion sind wie der Grundwerkstoff. Somit steht mit Remanit 4565 S (X 2 CrNiMnMoN 24 17 6 4) eine vielseitige wirtschaftliche Alternative zu 6 %-Mo-Stählen und Nickelbasislegierungen zur Verfügung.     

Application of the fracture mechanics safety analysis to structural steel sections

This contribution presents a fracture mechanics safety analysis with finite element models applied on I-beams with defects in the tension flange. The moment rotation at room temperature was observed in the light of the toughness behaviour in front of initial notches. The results show very early crack initiation due to very large initial defects. The experiments were accompanied by a fracture mechanics safety analysis employing FEM. However, in temperature ranges of buildings plastically designed beams are subjected to sufficient rotation capacity, i.e. rotational ductility could be found.     

Die Anwendung der Ludwik-Gleichung zur Beschreibung des Spannungs-Dehnungs-Verlaufes

Bestimmung der Spannungen und Verformungen im Bereich der Gleichmaß- und der Einschnürdehnung. Erörterung der Auswirkungen prüfbedingter Störeinflüsse. Beschreibung des Verfestigungsverlaufes von neun Stählen unterschiedlicher Kohlenstoff- und Mangangehalte mit der Ludwik-Gleichung. 1-, 2-und 3-n-Verhalten. Einfluß von Prüftemperatur, Dehngeschwindigkeit, Ferritkorngröße und Werkstoffzusammensetzung.     

Ermittlung der Dämpfung stickstoff- und kohlenstofflegierter Stähle mit unterschiedlichen Mangangehalten durch Zeitmessung

Beschreibung der Dämpfungsmessung zur Ermittlung interstitiell gelöster Elemente. Erläuterung der Ermittlung der Dämpfung durch Zeitmessung und Beschreibung des Versuchsaufbaus mit Zeitmeßeinrichtung und Datenverarbeitung. Darstellung der Versuchsergebnisse in Dämpfung-Temperatur-Kurven an Eisenlegierungen mit Stickstoff und Kohlenstoff und unterschiedlichen Mangangehalten.