Untersuchung der selektiven Hochtemperaturoxidation in Hinblick auf die Fehlerbildung beim Stranggießen von Stahl

Untersuchung der selektiven Hochtemperaturoxidation in Hinblick auf die Fehlerbildung beim Stranggießen von Stahl

Kurzbeschreibung der Problemstellung:

Unmittelbar nach der Erstarrung, sobald der Stahl den Kontakt mit der schützenden Gießpulverschicht verliert, beginnt die Verzunderung der Strangoberfläche. Diese Hochtemperatur-Oxidation läuft zu Beginn sehr schnell ab und oft lokalisiert an den Korngrenzen (selektive Oxidation). Dadurch kann es zu Mikro-Vorschädigungen kommen die z.B. zu einer Materialschädigung in der Richtzone (zweites Duktilitätsminimum) führen. Da das Verzunderungsverhalten unter Stranggießbedingungen und dessen Einfluss auf die Bildung von Oberflächenrissen noch unzureichend untersucht ist, sollen in dieser Arbeit dazu die Grundlagen erarbeitet werden. Basierend auf einer umfassenden Literaturrecherche soll eine physikalische Modellierung der Hochtemperaturoxidation in den Zeitintervallen des Stranggießens mittels Laborexperimenten durchgeführt werden und gezielte Parameterstudien (verschiedene Stahlgüten, Temperaturen und Zeiten, sowie Gasatmosphären) durchgeführt werden. 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. Die Masterarbeit soll das Verständnis über die Anfangsstadien der Hochtemperaturoxidation und dessen Einfluss auf die Oberflächenqualität im Stranggießprozess konkretisieren.

Projektinhalt:

  • umfassende Literaturrecherche
  • Entwicklung einer reproduzierbaren Messmethode im Labormaßstab
  • Basierend darauf, Durchführung von gezielten HT-Oxidationsversuche, inkl. einer entsprechenden Parameterstudie (Stahlgüten, Temperaturen, Zeiten, sowie Gasatmosphären)
  • Entwicklung der metallografischen Untersuchung der Zunderschicht und der Interface mit Hilfe von Lichtmikroskopie und Elektronenmikroskopie anführen.
  • Abguss von Stählen im Technikum des LfESM und Durchführung von IMC 3-Punkt Biegeversuchen

Advisors

Christian Bernhard

Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.mont.
Vice-Head of Institute - Secondary Metallurgy and Casting
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Peter Presoly

Dipl.-Ing. Dr.mont.
Post Doc - Thermal Analysis and Thermodynamics
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Roman Krobath

Dipl.-Ing.
PhD-candidate - Surface Defects in Continuous Casting
Details
2019-07-09T10:24:25+01:00
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