Kurzzusammenfassung der Arbeit

Peritektische Stähle stellen im Stranggießprozess eine besondere Herausforderung dar, da sie aufgrund ihrer spezifischen thermischen und metallurgischen Eigenschaften schwierig zu vergießen sind. Das hohe Risiko von Breakouts – plötzlichen Rissen oder Brüchen in der Gießschale – ist eine der größten Gefahren und erfordert eine präzise Prozesskontrolle. Neben den Schwierigkeiten beim Vergießen in der Kokille sind diese Stähle zum Teil auch anfällig für die Bildung Oberflächenrisse, was eine zusätzliche Hürde bei der Herstellung qualitativ hochwertiger Produkte darstellt. Die Problematik der Rissbildung wird durch die zukünftig veränderte Rohstoffbasis in der Stahlherstellung zusätzlich verschärft. Der vermehrte Einsatz von Low-Quality-Schrott mit höheren Gehalten an Kupfer, Zinn, und Nickel führt zu weiteren Problemen. Diese Elemente erhöhen die Neigung der Rissbildung im Gießprozess signifikant. Das Zusammenwirken dieser beiden Aspekte verstärkt die Komplexität der Prozessführung. Um eine hohe Qualität der Endprodukte sicherzustellen, sind eine optimierte Prozessführung und gezielte Maßnahmen zur Reduktion von Rissbildungsrisiken unabdingbar.

Die Literaturrecherche soll sich neben den grundlegenden Aspekten der Erstarrung peritektischer Stähle auch mit dem Einfluss dieser auf die Heißduktilität und die Neigung zur Oberflächenrissbildung im Stranggießprozess befassen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung des Zusammenspiels von Kupfer, Zinn und Nickel in dieser Stahlgruppe und deren Auswirkungen auf die Produktqualität. Im praktischen Teil dieser Arbeit wird die Neigung zur Bildung von Oberflächenrissen von peritektischen Stählen mittels des IMC-Biegeversuchs an in-situ gegossenen Proben im Schmelzlabor des Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie (LfESM) untersucht. Beim IMC-Biegeversuch handelt es sich um ein am LfESM entwickeltes Verfahren um Proben möglichst realitätsnah zum Strangießprozess zu prüfen. Die Schädigung durch die Verformung im 3-Punkt Biegeversuch stellt ein Maß für die Duktilität der Strangschale unter den gegebenen Versuchsparametern dar.

Arbeitspakete:

• Literaturrecherche zu peritektische Stähle (Erstarrung, Neigung zur Oberflächenrissbildung)
• Biegeversuche peritektischer Stähle mittels dem IMC-B Versuchs für unterschiedliche Temperaturen und Gehalte an Cu/Sn/Ni um die Neigung der Oberflächenrissbildung zu quantifizieren
• Metallographische Präparation und Auswertung der Versuche
• Verfassen der schriftlichen Arbeit und Diskussion der Ergebnisse