Einfluss von Alkalimetallen auf nichtmetallische Einschlüsse in der Stahlmatrix

Um den steigenden Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften von modernen Stählen gerecht zu werden, nimmt die Bedeutung der Kontrolle der nichtmetallischen Einschlüsse im Stahl stetig zu. Die Anforderungen an Anzahl, Größe, Morphologie und chemische Zusammensetzung der Einschlüsse in Stählen werden fortlaufend strenger, womit deren Kontrolle ein wesentlicher Aspekt der Herstellung von modernen Stählen ist. Hierbei ist die Behandlung in der Sekundärmetallurgie ein wichtiges Mittel, um die geforderten Reinheitsgrade zu gewährleisten. Neben der Schlackenbehandlung wird auch die direkte Modifikation von Einschlüssen ein immer wichtigeres Gebiet, um die mechanischen Eigenschaften gewährleisten zu können. Im Zuge dieser Arbeit werden Methoden verglichen, um Alkalielemente in Stahlschmelzen einzubringen und mit diesen die nichtmetallischen Einschlüsse zu modifizieren. Dafür wurden Na und K als Karbonate verwendet und verschiedenen Möglichkeiten des Chargierens in die Schmelze getestet. Dafür wurden mit Karbonat gefüllte Stahlröhrchen und selbsthergestellte Tabletten verwendet. Diese wurden im Anschluss in eine mit Schlacke bedeckte Stahlschmelze zugegeben. Anschließend werden das Verhalten und die Handhabung evaluiert. Die Tablettenzugabe hat sich als die bessere Methode herausgestellt und zwei Stahlproben wurden jeweils mit Na2CO3- und K2CO3-Tabletten behandelt. Um festzustellen, wie sich die Behandlung auf nichtmetallische Einschlüsse auswirkt und ob eine indirekte und/oder eine direkte Modifikation erfolgte, wurden die nichtmetallischen Einschlüsse in den Stahlproben mittels REM/EDX-Messung analysiert und die Daten ausgewertet. Dadurch, dass Alkalien in den NME gefunden wurden, ist die direkte Modifikation nachgewiesen. Die indirekte Modifikation wurde durch die Veränderung der Anzahl, des ECDs und der chemischen Zusammensetzung der NME gezeigt.