Schlackenfäden und Wirbelsenken beim Vergießen von Stahl und Maßnahmen zur Verhinderung von Schlackenfäden

Verschlechterung des Reinheitsgrades von Gießprodukten durch Schlackenfäden. Wirbelsenken als Ursachen von Schlackenfäden. Bildung von Wirbelsenken durch die Überlagerung von einfachen Wirbeln des Metallbads mit den Senkenfeldern vor den Ausgußöffnungen. Verhinderung von Schlackenfäden durch Zerstörung der Strömungsfelder von Wirbelsenken u. a. durch das Einblasen von Spülgasen oder das Anbringen von mechanischen Hindernissen in die Nähe der Ausgußöffnungen.     

Untersuchung über die Beeinflussung der Kühldauer von Walzgut auf Kühlbetten durch Maßnahmen bei der natürlichen Hallenlüftung

Physikalische Vorgänge bei der Abkühlung von Walzerzeugnissen auf Kühlbetten. Theoretische Überlegungen zur Verbesserung der Kühlwirkung. Einfluß des konvektiven Wärmeübergangs. Versuche zur Bestimmung der Einflußgrößen auf den Luftdurchsatz und die Ablufttemperatur. Vergleich der Versuchsergebnisse mit den theoretischen Überlegungen. Einfluß der Hallenlüftung auf den Abkühlvorgang.     

Emissionsgradmessungen zur Verbesserung der berührungslosen Temperaturmessung an Stählen unter Berücksichtigung von Oxidationsvorgängen

Die beschriebene Versuchseinrichtung ermöglicht es, Oxidationsvorgänge an Stählen unter definierten Bedingungen vorzunehmen und dabei zugleich Emissionsgradmessungen durchzuführen. Apparative Probleme wie eine freistehende Probenhalterung und -heizung, Erzielung isothermer Meßflächen und exakte Messung ihrer Temperatur, gleichmäßige und zugleich schnell umstellbare Gasanströmung der Probe sowie Fragen der Gasaufbereitung konnten in zufriedenstellender Weise gelöst werden. Die erreichte Meßunsicherheit von ca. 5 bis 15 % erlaubt es, die Tendenzen der von einem bestimmten Gas infolge Temperatur und Zeit an verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Oberflächen bewirkten Emissionsgrad-Veränderungen aufzuzeigen. Die jeweils erzeugten Proben stehen für Analysen der gebildeten Oxide zur Verfügung. Die Auswertung der Messungen liefern sowohl die Emissionsgrade bei den Wellenlängen 0,71, 0,85, 1,0, 1,6 und 2,1 μm und den Gesamtemissionsgrad als auch die, mit den jeweiligen Strahlungspyrometern gemessenen, scheinbaren Temperaturen während der gesamten Beobachtungszeit in laufender Folge als Zahlenwerte. Für Temperaturmessungen in der betrieblichen Praxis können die Anwender aus den ermittelten Emissionsgrad-Zeitdiagrammen unmittelbar die geeignete örtliche Anordnung der Strahlungspyrometer bestimmen. Die einzustellenden Emissionsgrade können aus den Ergebnistabellen abgelesen werden. Die Ergebnisse lassen sich auch zur Beurteilung von Messungen mit Verhältnispyrometern heranziehen. Systematische Messungen an verschiedenen Stählen mit unterschiedlichen Oberflächenbehandlungen in Verbindung mit Analysen und Strukturbestimmungen der Oxidfilme sollen Aussagen ermöglichen, die für die Anwendung der pyrometrischen Temperaturmessung zu erheblichen Verbesserungen führen. Die Untersuchungen der Oxidschichten werden von H. J. Grabke, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH in Düsseldorf durchgeführt. Die bisher vorliegenden Messungen an Baustahl, Kohlenstoffstahl und hochlegiertem Stahl sind im Forschungsbericht ⁹) beschrieben.     

Ein Beitrag zur Analyse von Kohlenstoff und Stickstoff in Carbonitriden mit der Makrosonde

Möglichkeiten der zerstörungsfreien quantitativen Durchschnittsanalyse des Kohlenstoff- und Stickstoffgehaltes in Carbonitriden von Metallen der Untergruppe 4 a und 5a des Periodensystems der Elemente mit der Makrosonde. Bestimmung dieser beiden Elemente in Garbonitridschichten, die einige Mikrometer stark sind.     

Auswertealgorithmen zur Konzentrationsbestimmung in der Spektralanalytik mit Prozeßrechnern

Automatisierung von Spektralanalysengeräten mit Prozeßrechnern, Zusammenstellung verschiedener Auswerteverfahren für spektralanalytische Meßwerte, Erläuterung der Analysen- und Eichfunktion, Einführung von Produkten von Polynomen als Analysenfunktionen und Ermitteln der Koeffizienten mit der Least-squares-Methode. Beispiele.     

Berechnung von Walzenständern mit der Finite-Elemente-Methode

Vergleich der verschiedenen Rechenverfahren, insbesondere analytischer und numerischer Methoden. Grundlage der Finiten-Elemente-Methode. Hinweis auf die Entwicklung eines Spezialnetzgenerators für Walzwerksständer und einer interaktiven Auswertung an einem Graphik-Bildschirm am Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung der RWTH Aachen. Aufteilung der Walzenständer in zwei- und dreidimensionale Grundsegmente. Zwei- und dreidimensionale Analyse verschiedener Ständerformen. Klärung des Einflusses des Ständerfußes und der Krafteinleitung. Vergleich der mit der Methode der Finiten-Elemente berechneten Ergebnisse mit Meßwerten der Literatur.     

Einsatz der Schallemissionsanalyse zur Prüfung von Schweißungen

Kennzeichnung der Anwendungsmöglichkeiten der Schallemissionsanalyse (SEA) beim Schweißen sowie ihrer unterschiedlichen Meßverfahren im Hinblick auf eine gute Trennung von bestimmten Schallquellen und Störgeräuschen. Zuordnung von Schallimpulsen zu ihren Entstehungsursachen je nach Werkstoffen und Schweißverfahren. Möglichkeiten der SEA zur Verfolgung der Kaltrißbildung nach dem Schweißen und zur Kennzeichnung des Festigkeitsverhaltens von Schweißverbindungen.     

Berechnung von Wärmespannungen mit der Methode der finiten Elemente

Einfluß von Wärmedehnungen auf das Spannungs- und Dehnungsverhalten fester Körper und Formulierung der Spannungs- und Dehnungsbeziehungen in Matrizenform für ebene und axialsymmetrische Probleme. Überprüfung der Aussagemöglichkeiten des Verfahrens anhand von Anwendungsbeispielen.     

Aussagefähigkeit von Messungen der Mangansulfidausbildung mit der quantitativen Bildanalyse

Kennzeichnung der Größenverteilung der Mangansulfide in Automatenstählen durch die Mangansulfidkennlinie. Zweckmäßiges Vorgehen bei der Schliffvorbereitung und der Messung bei Anwendung eines elektronischen Bildanalysators zur Ermittlung der Mangansulfidausbildung. Vergleichende Messungen über die Mangansulfidausbildung in verschiedenen Ebenen einer Probe sowie an jeweils einer Ebene mehrerer Proben. Folgerungen für die Gleichmäßigkeit des Werkstoffs und die Wiederholbarkeit der Meßergebnisse.     

Untersuchungen zur Vergasung von Koks mit Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Gemischen

Aussagen über die Bedeutung der Boudouard-Reaktion für den Hochofenprozeß. Messungen der Reaktionsgeschwindigkeit von Koks nach gravimetrischen Verfahren zur Ermittlung der Einflüsse von Temperatur, Gaszusammensetzung und Stückgröße im Bereich von 900 bis 1100 °C in Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Stickstoff-Gemischen an Schüttungen mit Stückgrößen von 10 bis 60 mm und an Einzelstücken. Erörterung von mathematischen Ansätzen zur Beschreibung der Reaktionsgeschwindigkeit von Koks.     

Die Auswertung von Biegeversuchen zur Ermittlung der Zug-Fließkurve aus der Biege-Fließkurve

Fragen des Zusammenhangs zwischen der Biege- und der Zug-Fließkurve. Verfestigungsgesetz. Spannungsverteilung über den Querschnitt und Lage der neutralen Faser. Darstellung des Biegemoments durch eine Potenzreihe der doppelten mittleren Dehnung in Höhenrichtung. Anwendung der Beziehung von A. Nadai zur Ermittlung der Zug-Fließkurve. Begründung der Anwendbarkeit und ihrer Einschränkungen unter den tatsächlichen Spannungsund Formänderungszuständen. Vergleich mit Versuchsergebnissen an ungekerbten und gekerbten Biege- und Zugproben.     

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.     

Experimentelle Untersuchung der Spülentgasung von Stahlschmelzen mit Argon

Experimentelle Untersuchung der Spülentgasung am Beispiel der Stickstoffentfernung mit in Eisenschmelzen eingeblasenem Argon bei Atmosphärendruck. Angabe der Stickstoffausscheidungsgrade als Funktion des Spülgasverbrauchs. Einfluß des Ausgangsstickstoffgehaltes und des Kohlenstoffgehaltes. Vergleich mit Modellrechnungen. Abschätzung der Anfangsblasengröße.     

Einfluß der Vakuumbehandlung in der Pfanne auf die Reinheit von unlegiertem Stahl zur Herstellung von Kurbelwellen

Herstellen von Kurbelwellen aus unlegiertem Stahl. Auswertung von Betriebsschmelzen, erzeugt in einem 25-t-Elektrolichtbogenofen mit Spülbehandlungen außerhalb des Ofens. Vakuumbehandlung des Stahls in der Pfanne ohne und mit Einblasen von Argon. Spülbehandlung des Stahles mit Argon bei Luftzutritt. Untersuchung des Einflusses des feuerfesten Materials auf die Reinheit des Stahles mit Neutronenaktivierungsanalyse.     

Untersuchungen zur Anwendung von Inhibitoren beim Beizen mit Salzsäure

Einsatz einer Beizzelle für Inhibitionsuntersuchungen. Ergebnisse der Inhibitionsmessungen beim Einsatz von inhibierenden Stoffen aus der Gruppe der Thioharnstoffe, Alkohole, Aldehyde und heterocyclischen Kohlenwasserstoffe. Untersuchung synergistischer Effekte. Bedeutung der Kennwerte für den Beizbetrieb.     

Einfluß der Temperaturführung bei Warmverdrehversuchen zur Beurteilung der Warmumformbarkeit von Stählen

Warmverdrehversuche bei Temperaturen zwischen 700 und 1300 °C an technisch reinem Eisen sowie den Stählen 51 CrV 4, X 12 CrNi 18, X 7 Cr 14, X 47 CrMo 15 2, X 38 CrMoV 51 und X 125 CrMoV 5 11 und acht Versuchsschmelzen mit 0,44 % C, rd. 1 % Si und abgestuften Gehalten von Chrom, Molybdän und Vanadin. Versuche nach Erwärmen von Raumtemperatur auf Versuchstemperatur und nach vorangehendem Überhitzen auf Temperaturen zwischen 1000 und 1300 °C. Einfluß von Gefügeänderungen und Ausscheidungsvorgängen. Zusammenhang zwischen der Anzahl der Umdrehungen bis zum Bruch und der Umformtemperatur bei gleichbleibendem Gefügezustand.     

Ermittlung der Korngröße von Stahl mit dem Verfahren der Ultraschallrückstreuung

Grundlagen und mathematische Zusammenhänge des Ultraschallrückstreuverfahrens für die zerstörungsfreie Ermittlung der Korngröße von Stahlproben. An Stahlproben mit unterschiedlicher Gefügeausbildung aus verschiedenen Stählen unterschiedlicher Erzeugnisform Messung der Rückstreukurven bei Frequenzen von 5 bis 19 MHz. Ermittlung der Korngrößenwerte aus den Amplituden der Streuwellen und den Streukoeffizienten. Einfluß der Mehrfachstreuung der Schallimpulse auf den Verlauf der Rückstreukurven. Gegenüberstellung der mit dem Rückstreuverfahren und der metallographisch ermittelten Korngrößenwerte.     

Anwendung der Methode des Wärmebilanzintegrals zur Berechnung der Erstarrungsgeschwindigkeit von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen

Anwendung der Methode des Wärmebilanzintegrals zur Berechnung der Gleichgewichtserstarrung von Systemen mit Mischkristallbildung. Eindimensionale Erstarrung eines einseitig unendlich ausgedehnten Raumes und Enderstarrung eines begrenzten Schmelzenvolumens. Berechnung der Erstarrungsgeschwindigkeit einer 1-t-Stahlbramme mit 0,6% C.     

Untersuchungen an Reduktionsschichten von Eisenoxyd mit Hilfe der Oberflächenbeugung von Elektronen und der Lichtmikroskopie

Untersuchungen an Reduktionsschichten von gasreduzierten Sinterkörpern aus synthetischem Hämatit. Identifizierung der einzelnen Reduktionsphasen durch die Elektronenbeugung nach der Reflexionsmethode. Ausdehnung der schichtenförmig angeordneten Reduktionsprodukte Eisen, Wüstit und Magnetit in Abhängigkeit der Zeit, Temperatur, Gasart und Gasströmungsgeschwindigkeit. Rückschlüsse auf den Reduktionsmechanismus.     

Versuche zur Vermeidung der Warmversprödung von Chrom-Wolfram-Warmarbeitsstählen

An dem Warmarbeitsstahl X 30 WCrV 5 3 mit rd. 0,3% C, 4,3% W, 2,4% Cr und 0,6% V durch Untersuchung des Umwandlungsverhaltens, besonders in der Zwischenstufe, und durch Warmzugversuche Prüfung der Möglichkeit, durch legierungstechnische Maßnahmen (Änderung des Gehaltes an Kohlenstoff, Silizium, Chrom und Vanadin sowie Zusätze an Zirkon) die Bildung von Zwischenstufe und damit die Neigung zu Warmversprödung zu verhindern.