Auswirkungen intergranularer Oxidation auf die Oberflächenrissbildung beim Stranggießen von Stahl

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Hochtemperaturoxidation und deren Auswirkungen auf die Oberflächenrissbildung beim Stranggießen für einen 0,17 % C Stahl mit unterschiedlichen Gehalten an Silizium. Oxidationsvorgänge eines mit Silizium legierten Stahls können bei ausreichend hoher Temperatur zur Ausbildung einer flüssigen Fayalit-Wüstit Phase an der Stahloberfläche führen. Die flüssige Phase kann die Matrix entlang der Austenitkorngrenzen infiltrieren, wodurch intergranulare Defekte entstehen. Diese führen bei einer nachfolgenden Zugbelastung, wie sie beim Richten an der Oberfläche im Innenbogen des Stranges auftritt, zur Spannungskonzentration und somit zu einer erleichterten Rissbildung. Das Studium der Oberflächenrissbildung und der Oxidation erfolgte mit dem am Lehrstuhl für Eisen und Stahlmetallurgie (LfESM) entwickelten „In-Situ Material Characterization–Bending“ (IMC-B) Test und mittels „Simultaner thermischer Analyse“ (STA). Zur Bestimmung des Einflusses der Temperatur wurden die Untersuchungen für zwei unterschiedliche Kühlstrategien durchgeführt. Die Auswertung der Proben erfolgte über die Bestimmung der Rissanzahl, der kritischen Dehnung zur ersten Rissbildung, der Tiefe und Häufigkeit von intergranularen Defekten und der Massenzunahme infolge der Verzunderung. Eine hohe Anzahl und Tiefe von intergranularen Defekten bildet sich ausschließlich in Legierungen mit Silizium aus und unter der Voraussetzung eines Kühlzyklus mit entsprechend hoher Oxidationstemperatur. Für diese Kühlstrategie zeigen siliziumfreie Legierungen aufgrund der fehlenden intergranularen Defekten keine erhöhte Rissbildung, wohingegen die Silizium legierten Stähle ein ausgeprägtes Rissnetzwerk ausbilden. Die Entwicklung dieser Rissnetzwerke im Biegeversuch ist auf die Anwesenheit von intergranularen Defekten zurückzuführen. Für alle untersuchten Legierungen startet der für die Biegung kritische Temperaturbereich bei 850 °C und erstreckt sich bis zumindest 900 °C, wobei eine Erhöhung des Gehalts an Silizium in den Legierungen eine Aufweitung/Vergrößerung des kritischen Temperaturbereichs zu höheren Temperaturen bewirkt.

Details

Titel in ÜbersetzungImpact of intergranular oxidation on surface crack formation in continuous casting of steel
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung26 Mär 2021
StatusVeröffentlicht - 2021