TY - THES

T1 - In situ Untersuchung der Keimung von Azikularferrit an nichtmetallischen Einschlüssen in verschiedenen Stahlgüten

AU - Mayerhofer, Alexander

N1 - gesperrt bis null

PY - 2016

Y1 - 2016

N2 - Je komplexer die Anforderungen von Stählen werden, desto wichtiger wird das Zusammenspiel von Gefüge und Reinheitsgrad. Durch seine feine und chaotische Ausprägung bietet Azikularferrit bei niedriglegierten, hochfesten Stählen die Möglichkeit die Mikrostruktur hinsichtlich besserer mechanischer Eigenschaften zu modifizieren. Das Ziel dieser Masterarbeit war es, zu untersuchen, welche nichtmetallischen Einschlüsse in HSLA- (High Strength Low Alloy) und Schienenstählen das Potenzial haben, als Keimstelle für azikularen Ferrit zu fungieren und wie sich Änderungen der Legierungselemente Chrom, Nickel, Mangan, Titan oder des Tiegelmaterials auswirken. Der erste Teil der Arbeit umfasst eine Literaturstudie und beschreibt, welche nichtmetallischen Einschlüsse prinzipiell als Keimstelle wirken können und wie diese Fähigkeit durch Elemente wie Aluminium, Silizium, Mangan oder Bor beeinflusst wird. Im zweiten Teil werden durch praktische Versuche Erkenntnisse aus der Literatur überprüft und noch offene Fragen wie das Azikularferritpotential unterschiedlicher Stahlgüten geklärt. Die hergestellten HSLA –Referenzproben wandelten in über 70 % Azikularferrit um und zeigten (Ti,Al,Mn)OxSy und (Ti,Al,Mn)Ox Einschlüsse als hauptverantwortliche Keimstellen. Durch Legieren von Chrom und Nickel wurde die Azikularferritumwandlung unterdrückt. Eine Reduktion von Mangan oder die versuchte Substitution von Mangan durch Nickel reduzierte den Azikularferritgehalt auf unter 10 %. Bei Schienenstählen mit unterschiedlichen Titangehalten konnte kein Azikularferrit erzeugt werden. Eine Einschlussmodifikation mit Magnesium bei der Herstellung des Grundmaterials erzeugte über 70 % Azikularferrit. Den resultierenden Partikeln der Form (Ti,Al,Mn,Mg)OxSy und (Ti,Al,Mg)Ox konnte großes Potenzial der Azikularferritkeimung zugesprochen werden. Die Masterarbeit macht einen wichtigen Schritt zum besseren Verständnis der zielgerichteten Verwendung von nichtmetallischen Einschlüssen als Keimstellen und Kontrolle der azikularferritischen Umwandlung.

AB - Je komplexer die Anforderungen von Stählen werden, desto wichtiger wird das Zusammenspiel von Gefüge und Reinheitsgrad. Durch seine feine und chaotische Ausprägung bietet Azikularferrit bei niedriglegierten, hochfesten Stählen die Möglichkeit die Mikrostruktur hinsichtlich besserer mechanischer Eigenschaften zu modifizieren. Das Ziel dieser Masterarbeit war es, zu untersuchen, welche nichtmetallischen Einschlüsse in HSLA- (High Strength Low Alloy) und Schienenstählen das Potenzial haben, als Keimstelle für azikularen Ferrit zu fungieren und wie sich Änderungen der Legierungselemente Chrom, Nickel, Mangan, Titan oder des Tiegelmaterials auswirken. Der erste Teil der Arbeit umfasst eine Literaturstudie und beschreibt, welche nichtmetallischen Einschlüsse prinzipiell als Keimstelle wirken können und wie diese Fähigkeit durch Elemente wie Aluminium, Silizium, Mangan oder Bor beeinflusst wird. Im zweiten Teil werden durch praktische Versuche Erkenntnisse aus der Literatur überprüft und noch offene Fragen wie das Azikularferritpotential unterschiedlicher Stahlgüten geklärt. Die hergestellten HSLA –Referenzproben wandelten in über 70 % Azikularferrit um und zeigten (Ti,Al,Mn)OxSy und (Ti,Al,Mn)Ox Einschlüsse als hauptverantwortliche Keimstellen. Durch Legieren von Chrom und Nickel wurde die Azikularferritumwandlung unterdrückt. Eine Reduktion von Mangan oder die versuchte Substitution von Mangan durch Nickel reduzierte den Azikularferritgehalt auf unter 10 %. Bei Schienenstählen mit unterschiedlichen Titangehalten konnte kein Azikularferrit erzeugt werden. Eine Einschlussmodifikation mit Magnesium bei der Herstellung des Grundmaterials erzeugte über 70 % Azikularferrit. Den resultierenden Partikeln der Form (Ti,Al,Mn,Mg)OxSy und (Ti,Al,Mg)Ox konnte großes Potenzial der Azikularferritkeimung zugesprochen werden. Die Masterarbeit macht einen wichtigen Schritt zum besseren Verständnis der zielgerichteten Verwendung von nichtmetallischen Einschlüssen als Keimstellen und Kontrolle der azikularferritischen Umwandlung.

KW - Azikularferrit

KW - azikularer Ferrit

KW - Keimung

KW - nicht metallische Einschlüsse

KW - in situ

KW - HT

KW - LSCM

KW - Konfokalmikroskop

KW - acicular ferrite

KW - nucleation

KW - in situ

KW - non metallic inclusions

KW - steel

M3 - Masterarbeit

ER -