TY - BOOK

T1 - Untersuchungen zur Oberflächenrissbildung beim Stranggießen von Stahl

AU - Krobath, Roman

N1 - gesperrt bis 17-06-2024

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - In der vorliegenden Arbeit wird die Neigung zur Oberflächenrissbildung eines 0,17% C-Stahls unter prozessnahen Bedingungen des Stranggießens untersucht. Die dafür vorrangig ver-wendete und weiterentwickelte Methode ist der In-Situ Material Characterisation – Bending (IMC-B) Test. Das Prinzip und der Ablauf dieses neu entwickelten Versuchs werden detailliert erläutert. In Kombination mit Simulationen (ABAQUS und IDS 2.0) und zusätzlichen Ver-suchsmethoden (Konfokal-Mikroskopie und Oxidationsexperimente) kann der Einfluss von Deformationsbedingungen, Temperaturen, Abkühlvorgängen und Ausscheidungsverhalten auf die Bildung von Oberflächenrissen untersucht werden. Die Ergebnisse zeigen, dass für eine Schädigung meist eine Kombination von mehreren Faktoren verantwortlich ist. Im IMC-B Test können diese Mechanismen isoliert beschrieben werden. Der kritische Temperaturbereich für die Bildung von Oberflächenrissen liegt bei 850°C bis 1000°C. Eine hohe Dehnrate wirkt sich, beeinflusst unter anderem durch die Zeit-abhängigkeit der Rissbildung, positiv aus. Selektive Hochtemperatur-Korngrenzenoxidation verschlechtert massiv die Oberflächenduktilität im kritischen Temperaturbereich. Der Grund liegt bei dadurch entstehenden Kerben an den Austenitkorngrenzen, welche während der Zugbelastungen für Spannungskonzentrationen verantwortlich sind. Eine zunehmende AlN-Ausscheidungsmenge kann bei 900°C und 850°C der Auslöser für einen deutlichen Anstieg der Rissanzahl sein. Ein negativer Einfluss der γ/α – Phasenumwandlung wird, entgegen der allgemeinen Meinung, nicht beobachtet. Für jeden Versuch wird eine kritische Dehnung defi-niert, welche für die untersuchten Bedingungen den Wert beschreibt, welcher zu den ersten Rissen an der Probe führt. Sie stellt einen Bezugswert dar, welcher als Risskriterium beim Stranggießprozess angewendet werden kann.

AB - In der vorliegenden Arbeit wird die Neigung zur Oberflächenrissbildung eines 0,17% C-Stahls unter prozessnahen Bedingungen des Stranggießens untersucht. Die dafür vorrangig ver-wendete und weiterentwickelte Methode ist der In-Situ Material Characterisation – Bending (IMC-B) Test. Das Prinzip und der Ablauf dieses neu entwickelten Versuchs werden detailliert erläutert. In Kombination mit Simulationen (ABAQUS und IDS 2.0) und zusätzlichen Ver-suchsmethoden (Konfokal-Mikroskopie und Oxidationsexperimente) kann der Einfluss von Deformationsbedingungen, Temperaturen, Abkühlvorgängen und Ausscheidungsverhalten auf die Bildung von Oberflächenrissen untersucht werden. Die Ergebnisse zeigen, dass für eine Schädigung meist eine Kombination von mehreren Faktoren verantwortlich ist. Im IMC-B Test können diese Mechanismen isoliert beschrieben werden. Der kritische Temperaturbereich für die Bildung von Oberflächenrissen liegt bei 850°C bis 1000°C. Eine hohe Dehnrate wirkt sich, beeinflusst unter anderem durch die Zeit-abhängigkeit der Rissbildung, positiv aus. Selektive Hochtemperatur-Korngrenzenoxidation verschlechtert massiv die Oberflächenduktilität im kritischen Temperaturbereich. Der Grund liegt bei dadurch entstehenden Kerben an den Austenitkorngrenzen, welche während der Zugbelastungen für Spannungskonzentrationen verantwortlich sind. Eine zunehmende AlN-Ausscheidungsmenge kann bei 900°C und 850°C der Auslöser für einen deutlichen Anstieg der Rissanzahl sein. Ein negativer Einfluss der γ/α – Phasenumwandlung wird, entgegen der allgemeinen Meinung, nicht beobachtet. Für jeden Versuch wird eine kritische Dehnung defi-niert, welche für die untersuchten Bedingungen den Wert beschreibt, welcher zu den ersten Rissen an der Probe führt. Sie stellt einen Bezugswert dar, welcher als Risskriterium beim Stranggießprozess angewendet werden kann.

KW - Stranggießen

KW - Oberflächenrissbildung

KW - Querrisse

KW - Netzwerkrisse

KW - In-situ Biegeversuch

KW - IMC-B Versuch

KW - Oberflächen-Rissmechanismen

KW - selektive Hochtemperatur-Oxidation

KW - continuous casting

KW - surface crack formation

KW - transverse cracks

KW - network cracks

KW - In-situ bending test

KW - IMC-B test

KW - surface crack mechanisms

KW - selective high temperature oxidation

M3 - Dissertation

ER -