TY - THES

T1 - Ermittlung der spezifischen Wärmekapazität mittels HT-DSC von höher legierten Stählen

AU - Gruber, Belinda

N1 - gesperrt bis null

PY - 2016

Y1 - 2016

N2 - Die am häufigsten verwendete Methode zur Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität ist die Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC). Diese ermöglicht kontinuierliche Messungen der spezifischen Wärmekapazität über sehr große Temperaturbereiche bei kurzen Analyse-zeiten. Die in dieser Arbeit gemessenen cp-Verläufe wurden mit einer Wärmestrom DSC-Anlage (Typ: Netzsch DSC404 F1 Pegasus) mittels standardisierter Saphir-Methode nach ASTM E1269-11 durchgeführt. Basierend auf einer eigenen Methodenoptimierung wurden die bestmöglichen Einstellungen für die Messung von Stählen im Hochtemperaturbereich ermittelt. Die durchgeführten Messungen in dieser Arbeit erreichten eine kombinierte Messunsicherheiten von 1,7% oder 0,012J/(g*K) bei 600°C, von 2,5% bei 800°C und von 5,4% bei 1000°C. Im praktischen Teil dieser Arbeit wurden cp-Messung bis 1050°C von ausgewählten binären Fe-Si, -Al, -Mn Modelllegierungen sowie verschiedenen Industrielegierungen durchgeführt und die Ergebnisse mit ThermoCalc (TCFE7) und FactSage (SGTE2014) verglichen. Die Einphasengebiete (Ferrit oder Austenit) der binären Legierungen werden durch die thermodynamischen Programme sehr gut beschrieben. Übereinstimmung zeigen die thermodynamischen Berechnungen in den Einphasengebieten bei Roheisen, bei ausgewählten TRIP und TWIP Legierungen sowie bei den Werkstoffen HS2-9-1-8, X40CrMoV5-1 und X15CrNiSi25-20. Die größten Abweichungen der thermodynamischen Berechnungen mit 10 bis 20% wurden bei der austenitischen Stahlsorte X1CrNiMoCuN20-18-7 und dem Ventilstahl (1.4882) ermittelt.

AB - Die am häufigsten verwendete Methode zur Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität ist die Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC). Diese ermöglicht kontinuierliche Messungen der spezifischen Wärmekapazität über sehr große Temperaturbereiche bei kurzen Analyse-zeiten. Die in dieser Arbeit gemessenen cp-Verläufe wurden mit einer Wärmestrom DSC-Anlage (Typ: Netzsch DSC404 F1 Pegasus) mittels standardisierter Saphir-Methode nach ASTM E1269-11 durchgeführt. Basierend auf einer eigenen Methodenoptimierung wurden die bestmöglichen Einstellungen für die Messung von Stählen im Hochtemperaturbereich ermittelt. Die durchgeführten Messungen in dieser Arbeit erreichten eine kombinierte Messunsicherheiten von 1,7% oder 0,012J/(g*K) bei 600°C, von 2,5% bei 800°C und von 5,4% bei 1000°C. Im praktischen Teil dieser Arbeit wurden cp-Messung bis 1050°C von ausgewählten binären Fe-Si, -Al, -Mn Modelllegierungen sowie verschiedenen Industrielegierungen durchgeführt und die Ergebnisse mit ThermoCalc (TCFE7) und FactSage (SGTE2014) verglichen. Die Einphasengebiete (Ferrit oder Austenit) der binären Legierungen werden durch die thermodynamischen Programme sehr gut beschrieben. Übereinstimmung zeigen die thermodynamischen Berechnungen in den Einphasengebieten bei Roheisen, bei ausgewählten TRIP und TWIP Legierungen sowie bei den Werkstoffen HS2-9-1-8, X40CrMoV5-1 und X15CrNiSi25-20. Die größten Abweichungen der thermodynamischen Berechnungen mit 10 bis 20% wurden bei der austenitischen Stahlsorte X1CrNiMoCuN20-18-7 und dem Ventilstahl (1.4882) ermittelt.

KW - Differential Scanning Calorimetry (DSC)

KW - specific heat capacity

KW - measurement settings

KW - combined standard uncertainty

KW - high alloyed Fe-C-Si-Mn-Al steels

KW - ThermoCalc

KW - FactSage

KW - Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)

KW - spezifische Wärmekapazität

KW - Messmethodenentwicklung

KW - kombinierte Standardmessunsicherheit

KW - höher legierte Fe-C-Si-Mn-Al Stähle

KW - ThermoCalc

KW - FactSage

M3 - Masterarbeit

ER -