Charakterisierung der Erstarrungsstruktur von Stranggussbrammen

Martin Hadler

Charakterisierung der Erstarrungsstruktur von Stranggussbrammen

Translated title of the contribution: Characterization of the solidification structure of continuously cast slabs

Martin Hadler

Chair of Ferrous Metallurgy (220)

Research output: Thesis › Master's Thesis

Abstract

The present thesis deals with the characterization of the columnar solidified dendritic structure by using primary and secondary dendrite arm spacings (λ1 and λ2), and the Primary Grain Size (PGS). The formed primary structure, within a solidifying strand shell is an important factor in relation to the formation of hot tears and is therefore discussed in detail in the literature survey of the thesis. The experimentally achievable solidification structures of different laboratory methods were also identified. One of these laboratory tests is the Submerged Split Chill Tensile (SSCT) method which is developed further at the Chair of Metallurgy. In view of the above mentioned parameters of the solidification structure a St52 steel sample of the SSCT - test has been evaluated by using well-defined guidelines. The measured values were set in ratio to each other (λ1/λ2 and λ1/PGS) to provide a simple and rapid conclusion of one measured size to the other. In addition to this analysis, different slab samples were assessed on their primary structure and set in ratio to each other. The result can briefly be summarized as follows: At the samples of the laboratory experiment (Steel: St52) a ratio between λ1 and λ2 of 3.1 was found. At the investigated slab samples for steel 1 (0.75 wt -%C), a ratio of 1.82, for steel 2 (0.66 wt -%C) and steel 3 (0.21 wt -%C) a ratio of 2.00 and 2.35 were found. The ratio between 1 and PGS at the evaluated St52 steel sample of a SSCT - test series was 4.9. The determined ratios of the slab samples were 4.9 (steel 1), 5.3 (steel 2) and 2.7 (steel 3), respectively.

Translated title of the contribution	Characterization of the solidification structure of continuously cast slabs
Original language	German
Qualification	Dipl.-Ing.
Supervisors/Advisors	Pierer, Robert, Co-Supervisor (internal) Bernhard, Christian, Supervisor (internal)
Award date	17 Dec 2010
Publication status	Published - 2010

Bibliographical note

embargoed until 03-12-2015

Keywords

solidification structure
dendrite arm spacing
primary grain size
continuous casting
columnar structure

Cite this

@mastersthesis{904cbbcd6b4249539de9ded16205f0b4,

title = "Charakterisierung der Erstarrungsstruktur von Stranggussbrammen",

abstract = "Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Charakterisierung der dendritisch gerichteten Erstarrungsstruktur mit Hilfe von Prim{\"a}r- und Sekund{\"a}rdendritenarmabst{\"a}nden (λ1 und λ2), sowie der Prim{\"a}rkorngr{\"o}{\ss}e (engl.: Primary Grain Size, PGS). Diese sich innerhalb einer erstarrenden Strangschale ausbildende Prim{\"a}rstruktur ist eine wichtige Einflussgr{\"o}{\ss}e in Bezug auf die Bildung von Hei{\ss}rissen und wurde deshalb im Literaturteil der vorliegenden Arbeit ausf{\"u}hrlich diskutiert. Die experimentell erreichbaren Erstarrungsstrukturen verschiedener Labormethoden wurden ebenfalls ermitteln. Einer dieser Laborversuche ist die am Lehrstuhl f{\"u}r Metallurgie st{\"a}ndig weiterentwickelte Submerged Split Chill Tensile (SSCT) Methode. Stahlproben dieses Versuches wurden in Hinblick auf die oben genannten Parameter der Erstarrungsstruktur, mit Hilfe genau definierter Richtlinien, ausgewertet. Die gemessenen Werte wurden zueinander in Bezug gesetzt (λ1/λ2 und λ1/PGS) um eine einfache und rasche Aussage von einer gemessenen Gr{\"o}{\ss}e auf die anderen treffen zu k{\"o}nnen. Neben dieser Auswertung wurden zus{\"a}tzlich unterschiedliche Brammenproben auf deren Prim{\"a}rstruktur beurteilt und zueinander in Bezug gesetzt. Die Ergebnis lassen sich wie folgt zusammenfassen: Bei den Proben des Laborexperimentes (Stahl: St52) stellte sich zwischen λ1 und λ2 ein Verh{\"a}ltnis von 3.1 ein. Bei den untersuchten Brammenproben ergab sich f{\"u}r Stahl 1 (0.75 Gew.-%C) ein Faktor von 1.82, bei Stahl 2 (0.66 Gew.-%C) und bei Stahl 3 (0.21 Gew.-%C) ein Verh{\"a}ltnis von 2.00 bzw. 2.35. Wird 1 mit PGS in Bezug gesetzt, zeigt sich an dem aus einer SSCT – Versuchsreihe ausgewerteten St52 Stahlprobe ein Verh{\"a}ltnis von 4.9. Bei den Brammenproben wurden Verh{\"a}ltnisse von 4.9 (Stahl 1), 5.3 (Stahl 2) und 2.7 (Stahl 3)",

keywords = "Dendriten, Prim{\"a}rkorngr{\"o}{\ss}e, Strangguss, Hei{\ss}riss, Prim{\"a}rstruktur, solidification structure, dendrite arm spacing, primary grain size, continuous casting, columnar structure",

author = "Martin Hadler",

note = "gesperrt bis 03-12-2015",

year = "2010",

language = "Deutsch",

}

TY - THES

T1 - Charakterisierung der Erstarrungsstruktur von Stranggussbrammen

AU - Hadler, Martin

N1 - gesperrt bis 03-12-2015

PY - 2010

Y1 - 2010

N2 - Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Charakterisierung der dendritisch gerichteten Erstarrungsstruktur mit Hilfe von Primär- und Sekundärdendritenarmabständen (λ1 und λ2), sowie der Primärkorngröße (engl.: Primary Grain Size, PGS). Diese sich innerhalb einer erstarrenden Strangschale ausbildende Primärstruktur ist eine wichtige Einflussgröße in Bezug auf die Bildung von Heißrissen und wurde deshalb im Literaturteil der vorliegenden Arbeit ausführlich diskutiert. Die experimentell erreichbaren Erstarrungsstrukturen verschiedener Labormethoden wurden ebenfalls ermitteln. Einer dieser Laborversuche ist die am Lehrstuhl für Metallurgie ständig weiterentwickelte Submerged Split Chill Tensile (SSCT) Methode. Stahlproben dieses Versuches wurden in Hinblick auf die oben genannten Parameter der Erstarrungsstruktur, mit Hilfe genau definierter Richtlinien, ausgewertet. Die gemessenen Werte wurden zueinander in Bezug gesetzt (λ1/λ2 und λ1/PGS) um eine einfache und rasche Aussage von einer gemessenen Größe auf die anderen treffen zu können. Neben dieser Auswertung wurden zusätzlich unterschiedliche Brammenproben auf deren Primärstruktur beurteilt und zueinander in Bezug gesetzt. Die Ergebnis lassen sich wie folgt zusammenfassen: Bei den Proben des Laborexperimentes (Stahl: St52) stellte sich zwischen λ1 und λ2 ein Verhältnis von 3.1 ein. Bei den untersuchten Brammenproben ergab sich für Stahl 1 (0.75 Gew.-%C) ein Faktor von 1.82, bei Stahl 2 (0.66 Gew.-%C) und bei Stahl 3 (0.21 Gew.-%C) ein Verhältnis von 2.00 bzw. 2.35. Wird 1 mit PGS in Bezug gesetzt, zeigt sich an dem aus einer SSCT – Versuchsreihe ausgewerteten St52 Stahlprobe ein Verhältnis von 4.9. Bei den Brammenproben wurden Verhältnisse von 4.9 (Stahl 1), 5.3 (Stahl 2) und 2.7 (Stahl 3)

AB - Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Charakterisierung der dendritisch gerichteten Erstarrungsstruktur mit Hilfe von Primär- und Sekundärdendritenarmabständen (λ1 und λ2), sowie der Primärkorngröße (engl.: Primary Grain Size, PGS). Diese sich innerhalb einer erstarrenden Strangschale ausbildende Primärstruktur ist eine wichtige Einflussgröße in Bezug auf die Bildung von Heißrissen und wurde deshalb im Literaturteil der vorliegenden Arbeit ausführlich diskutiert. Die experimentell erreichbaren Erstarrungsstrukturen verschiedener Labormethoden wurden ebenfalls ermitteln. Einer dieser Laborversuche ist die am Lehrstuhl für Metallurgie ständig weiterentwickelte Submerged Split Chill Tensile (SSCT) Methode. Stahlproben dieses Versuches wurden in Hinblick auf die oben genannten Parameter der Erstarrungsstruktur, mit Hilfe genau definierter Richtlinien, ausgewertet. Die gemessenen Werte wurden zueinander in Bezug gesetzt (λ1/λ2 und λ1/PGS) um eine einfache und rasche Aussage von einer gemessenen Größe auf die anderen treffen zu können. Neben dieser Auswertung wurden zusätzlich unterschiedliche Brammenproben auf deren Primärstruktur beurteilt und zueinander in Bezug gesetzt. Die Ergebnis lassen sich wie folgt zusammenfassen: Bei den Proben des Laborexperimentes (Stahl: St52) stellte sich zwischen λ1 und λ2 ein Verhältnis von 3.1 ein. Bei den untersuchten Brammenproben ergab sich für Stahl 1 (0.75 Gew.-%C) ein Faktor von 1.82, bei Stahl 2 (0.66 Gew.-%C) und bei Stahl 3 (0.21 Gew.-%C) ein Verhältnis von 2.00 bzw. 2.35. Wird 1 mit PGS in Bezug gesetzt, zeigt sich an dem aus einer SSCT – Versuchsreihe ausgewerteten St52 Stahlprobe ein Verhältnis von 4.9. Bei den Brammenproben wurden Verhältnisse von 4.9 (Stahl 1), 5.3 (Stahl 2) und 2.7 (Stahl 3)

KW - Dendriten

KW - Primärkorngröße

KW - Strangguss

KW - Heißriss

KW - Primärstruktur

KW - solidification structure

KW - dendrite arm spacing

KW - primary grain size

KW - continuous casting

KW - columnar structure

M3 - Masterarbeit

ER -