TY - THES

T1 - Experimentelle Untersuchung der Auswirkungen des Kohlenstoffgehalts auf das Aufschmelzen von Gießpulvern

AU - Schweighofer, Stefan

N1 - gesperrt bis 03-11-2024

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - Beim Vergießen von niedrig kohligen Stählen im Strangguss führt der im Gießpulver enthaltene freie Kohlenstoff immer wieder zu einem Aufkohlen des Stahls, was mit einer Änderung der Produkteigenschaften verbunden ist. Um dies zu verhindern, ist es notwendig, das Aufschmelzverhalten des Gießpulvers durch einen Ersatzrohstoff für freien Kohlenstoff zu kontrollieren.Im ersten Teil der Arbeit werden einem Gießpulver, das im Strangguss für das Vergießen von ULC-Stählen verwendet wird, unterschiedliche Mengen an freiem Kohlenstoff in Form von Grafit additiv zugegeben, um das aufschmelzen des Gießpulver in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt zu untersuchen. Die Temperaturbehandlung erfolgt im vorgeheizten Ofen zwischen 700 und 1300 °C. Die anschließende mineralogische Untersuchung der geglühten Proben erfolgt mittels Röntgendiffraktometrie, Auflichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie inklusive energiedispersiver Röntgenspektroskopie. Im zweiten Teil der Arbeit wird ein Modellpulver basierend auf der chemischen Zusammensetzung des ULC-Gießpulvers hergestellt, bei dem der Kohlenstoff im Gießpulver vollständig durch SiC ersetzt wird. Das Ziel dabei ist es festzustellen, ob durch die Zugabe von SiC ein ähnliches Aufschmelzverhalten erreicht werden kann. Das hergestellte Modellpulver wird unter denselben Bedingungen geglüht und mineralogisch untersucht. Im Anschluss wird das Aufschmelzverhalten der geglühten Gießpulverproben anhand der mineralogischen Zusammensetzung in Abhängigkeit von der Temperatur gegenübergestellt.Die durchgeführten Untersuchungen zeigten, dass das Glühen der Proben im vorgeheizten Ofen mit anschließender mineralogischer Charakterisierung eine geeignete Methode ist, um das Aufschmelzverhalten des Gießpulvers in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt zu untersuchen. Es wurde dabei festgestellt, dass die Reaktionen zwischen den Rohstoffkomponenten mit zunehmenden Kohlenstoffgehalt reduziert werden können, wodurch das Aufschmelzverhalten des Gießpulvers wesentlich beeinflusst wird. Die Gegenüberstellung der Gießpulverproben nach Kohlenstoffzusatz bzw. dessen Ersatz durch SiC zeigte, dass SiC ein ähnliches Verhalten wie Kohlenstoff zeigt. Die Feststoffdiffusion und somit die Bildung neuer Phasen (z. B. Cuspidin) werden ähnlich wie bei der Anwesenheit von freiem Kohlenstoff unterdrückt. Dies gilt vor allem bei Temperaturen unter 1000 °C, wo der Effekt noch deutlicher ist. Daraus folgt, dass der freie Kohlenstoff im Gießpulver durch SiC ersetzt werden kann, um das Aufschmelzverhalten des Gießpulvers zu kontrollieren.

AB - Beim Vergießen von niedrig kohligen Stählen im Strangguss führt der im Gießpulver enthaltene freie Kohlenstoff immer wieder zu einem Aufkohlen des Stahls, was mit einer Änderung der Produkteigenschaften verbunden ist. Um dies zu verhindern, ist es notwendig, das Aufschmelzverhalten des Gießpulvers durch einen Ersatzrohstoff für freien Kohlenstoff zu kontrollieren.Im ersten Teil der Arbeit werden einem Gießpulver, das im Strangguss für das Vergießen von ULC-Stählen verwendet wird, unterschiedliche Mengen an freiem Kohlenstoff in Form von Grafit additiv zugegeben, um das aufschmelzen des Gießpulver in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt zu untersuchen. Die Temperaturbehandlung erfolgt im vorgeheizten Ofen zwischen 700 und 1300 °C. Die anschließende mineralogische Untersuchung der geglühten Proben erfolgt mittels Röntgendiffraktometrie, Auflichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie inklusive energiedispersiver Röntgenspektroskopie. Im zweiten Teil der Arbeit wird ein Modellpulver basierend auf der chemischen Zusammensetzung des ULC-Gießpulvers hergestellt, bei dem der Kohlenstoff im Gießpulver vollständig durch SiC ersetzt wird. Das Ziel dabei ist es festzustellen, ob durch die Zugabe von SiC ein ähnliches Aufschmelzverhalten erreicht werden kann. Das hergestellte Modellpulver wird unter denselben Bedingungen geglüht und mineralogisch untersucht. Im Anschluss wird das Aufschmelzverhalten der geglühten Gießpulverproben anhand der mineralogischen Zusammensetzung in Abhängigkeit von der Temperatur gegenübergestellt.Die durchgeführten Untersuchungen zeigten, dass das Glühen der Proben im vorgeheizten Ofen mit anschließender mineralogischer Charakterisierung eine geeignete Methode ist, um das Aufschmelzverhalten des Gießpulvers in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt zu untersuchen. Es wurde dabei festgestellt, dass die Reaktionen zwischen den Rohstoffkomponenten mit zunehmenden Kohlenstoffgehalt reduziert werden können, wodurch das Aufschmelzverhalten des Gießpulvers wesentlich beeinflusst wird. Die Gegenüberstellung der Gießpulverproben nach Kohlenstoffzusatz bzw. dessen Ersatz durch SiC zeigte, dass SiC ein ähnliches Verhalten wie Kohlenstoff zeigt. Die Feststoffdiffusion und somit die Bildung neuer Phasen (z. B. Cuspidin) werden ähnlich wie bei der Anwesenheit von freiem Kohlenstoff unterdrückt. Dies gilt vor allem bei Temperaturen unter 1000 °C, wo der Effekt noch deutlicher ist. Daraus folgt, dass der freie Kohlenstoff im Gießpulver durch SiC ersetzt werden kann, um das Aufschmelzverhalten des Gießpulvers zu kontrollieren.

KW - mold powder

KW - continuous casting

KW - Carbon

KW - SiC

KW - Gießpulver

KW - kontinuierlicher Gießprozess

KW - Kohlenstoff

KW - SiC

M3 - Masterarbeit

ER -