Untersuchung der Wirkung von Legierungselementen auf die peritektische Phasenumwandlung in Stählen

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Autoren

Abstract

Das Verhalten von Stählen beim Stranggießprozess hängt maßgeblich von der Stahlzusammensetzung, den damit verbundenen Phasenumwandlungen und den entsprechenden thermophysikalischen Eigenschaften ab. Als besonders kritisch gelten „peritektische Stähle“, bei denen die peritektische Phasenumwandlung (L+δ→γ+δ) mit der Enderstarrung zusammenfällt. Diese Stähle zeigen ein ungünstiges Prozessverhalten und weisen eine schlechtere Halbzeugqualität auf. Werden peritektische Stähle im Produktionsprogramm als solche erkannt, können diese durch gezielte betriebliche Maßnahmen kontrollierter hergestellt werden. Während im Zweistoffsystem Fe-C der peritektische Bereich genau bekannt ist, ist der Einfluss von Legierungselementen wie Mn, Si, Al und deren Kombinationen nicht vollständig klar. Daher ist die Untersuchung der Wirkung von Legierungselementen auf die peritektische Phasenumwandlung in Stählen von besonderer Bedeutung. Der Literaturteil dieser Arbeit zeigt auf, dass thermoanalytische Labormethoden das größte Potential zur Charakterisierung des Phasenumwandlungsverhaltens von peritektischen Stählen im Gleichgewicht haben und dass die CALPHAD Methode die ideale Berechnungsmethode ist, um die Wirkung von Legierungselementen zu beschreiben. Die durchgeführte praktische Evaluierung von ausgewählten Labormethoden zeigt, dass die Dynamische-Wärmestrom-Differenz-Kalorimetrie (DSC) ein eindeutiges Erkennen von peritektischen ermöglicht. Ergänzende Untersuchungen wurden mit der Dilatometrie und der Hochtemperatur-Laser-Konfokal-Mikroskopie durchgeführt. Mittels systematischer DSC-Messungen wurden basierend auf Modelllegierungen die ternären Systeme Fe-C-Si, Fe-C-Mn und Fe-C-Al untersucht, sowie Vorversuche in den quaternären Systemen Fe-C-Si-Al und Fe-C-Si-Mn durchgeführt. Die Ergebnisse zur Wirkung von Al und der Wechselwirkung von Si mit Mn in Bezug auf das Fe-C System eröffnen hier vollkommen neue Perspektiven.

Details

Titel in ÜbersetzungInvestigation of the effect of alloying elements on the peritectic phase transformation in steels
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2014