Projektmenu

Einleitung

Nichtmetallische Einschlüsse wirken sich erheblich auf die Materialeigenschaften von Stahl aus. Sie beeinflussen die thermische und mechanische Ermüdung sowie die Deformierbarkeit, aber auch das Lochkorrosionspotential, die Oberflächenqualität und die Polierfähigkeit.

Ziele und Motivation

  • Auswahl, Herstellung und Bereitstellung des Elektrodenmaterials
  • Grundlegende Untersuchung verschiedener Schlackensysteme
  • Untersuchung und Bewertung nichtmetallischer Einschlüsse
  • Untersuchung und Bewertung von Materialeigenschaften

Vorgehensweise

Die übliche Vorgehensweise, verbesserte Materialeigenschaften zu erreichen, sind optimierte, sekundärmetallurgische Behandlungen und, für höchste Anforderungen, Umschmelzverfahren wie das Elektroschlacke-Umschmelzverfahren (ESU) und Vakuum-Lichtbogen-Umschmelzen (VAR). Während dieser speziellen Raffinationsschritte können vor allem größere nichtmetallische Einschlüsse erfolgreich entfernt werden.

Das Elektrodenmaterial enthält nichtmetallische Einschlüsse in einer bestimmten Menge und Zusammensetzung. Während des Umschmelzens in einer Labormaßstabs-ESU-Anlage sollen unterschiedlichste Schlackensorten und verbesserte Einschlussarten erreicht werden. Diese Variationen sollen auf thermodynamischen Berechnungen basieren, um den Effekt verschiedener Schlackenbestandteile abzuschätzen, im Vergleich zu grundlegenden Untersuchungen von erstarrten Schlacken.

 

Ergebnisse und Anwendung

Nichtmetallische Einschlüsse werden im gegenständlichen Projekt vorrangig mittels automatisierter Rasterelektronenmikroskopie (P-SEM) unter Zuhilfenahme automatisierter optischer Messungen quantifiziert. Dabei sollen die chemische Zusammensetzung, Größe, Form und Verteilung der Einschlüsse ermittelt und mit dem Zustand der Ausgangselektroden verglichen werden.

Parallel dazu werden Mikrostruktur (Phasen) und chemische Zusammensetzung der Schlacken analysiert. Nach Ermittlung der optimalen Art und Verteilung der nichtmetallischen Einschlüsse wird deren Auswirkung auf die Produkteigenschaften ermittelt.