Auswirkungen intergranularer Oxidation auf die Oberflächenrissbildung beim Stranggießen von Stahl

Auswirkungen intergranularer Oxidation auf die Oberflächenrissbildung beim Stranggießen von Stahl

Georg Gaiser

Nr.: 732

Kurzbeschreibung der Problemstellung

Im Zuge des Stranggießens treten an der erstarrten Stahloberfläche Hochtemperaturoxidationsphänomene auf. Unmittelbar nach der Erstarrung, sobald der Stahl den Kontakt mit der schützenden Gießpulverschicht verliert, beginnt die Verzunderung der Strangoberfläche. Diese Hochtemperaturoxidation läuft zu Beginn sehr schnell ab und oft lokalisiert an den Korngrenzen (intergranulare Oxidation). Dadurch kann es zu Mikro- Vorschädigungen kommen die z.B. zu einer Materialschädigung in der Richtzone (zweites Duktilitätsminimum) führen. Da die Ausbildung von intergranularer Oxidation unter Stranggießbedingungen und dessen Einfluss auf die Bildung von Oberflächenrissen noch unzureichend untersucht ist, sollen in dieser Arbeit dazu Grundlagen erarbeitet werden.

Den sauerstoffaffinen Elementen Silizium, Aluminuim und Titan werden hierbei wichtige Rollen zugeschrieben. Die Literaturrecherche soll demnach auf den Einfluss dieser Elemente auf die Ausbildung von intergranularer Oxidation als Oberflächenschädigung basieren. Der Einfluss des Oxidationsverhaltens auf die Bildung von Oberflächenrissen wird mittels des IMC-Biegeversuchs mit in-situ gegossenen Proben im Schmelzlabor des LfESM untersucht. Die Schädigung durch die Verformung im 3-Punkt Biegeversuch stellt ein Maß für die Duktilität der Strangschale unter den gegebenen Versuchsparametern dar. Mittels thermogravimetrischen Laborexperimenten soll die Vorschädigung durch Hochtemperaturoxidation simuliert werden und durch einen Abgleich mit den in-situ Proben deren Aussagekraft eingestuft werden. Durch gezielte Studien (verschiedene Element- Gehalte, Temperaturen und Zeiten) soll ein Zusammenhang der Parameter und des Grades der Vorschädigung getroffen werden um eine Vorhersage für bevorstehende Versuchsserien treffen zu können und der Kontext zur Vorhersage von Oberflächendefekten im Stranggießprozess geschlossen werden. Diese gewonnenen Erkenntnisse und Zusammenhänge stehen für die weitere Nutzung im laufenden Projekt zur Verfügung.

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2020-02-17T11:10:24+01:00