Metallurgie kritischer Technologiemetalle in Bezug auf den Reinheitsgrad hochlegierter Cr-Stähle

Zeichner, Miriam; Friedrich, Karl Bernhard (Thesis advisor); Bannenberg, Norbert (Thesis advisor)

Aachen (2018, 2019)
Doktorarbeit

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2018

Kurzfassung

Im Rahmen der Reinheitsgrad- und Gefügeuntersuchungen für legierte Stähle ist die Gruppe der kritischen Technologiemetalle (KTM) noch nicht weitreichend betrachtet worden. Zu den KTMs gehören Metalle wie Selten Erdelemente sowie Ta, Re, Nb und Zr. Mit Hilfe von Untersuchungen an Schmelzen für nichtrostende Stähle mit definierten Cr-Gehalten und unterschiedlichen Gehalten der Legierungselemente und anderer Elemente wie Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel wird der Einfluss der Selten Erd Elemente Y und Ce auf den Reinheitsgrad und die Gefügeausbildung eines X6Cr17 als Basisstahlsorte mit Hilfe unterschiedlicher Untersuchungsmethoden beurteilt. Im Weiteren wird das Ausscheidungsverhalten und die Gefügeausbildung, beeinflusst durch die unterschiedlichen Gehalte an den Selten Erd Elementen Y und Ce, betrachtet. Als erster Schritt werden Versuche zur Gewinnung erster Kenntnisse über die Gefügebildung und den Reinheitsgrad sowie des Ausscheidungsverhalten in einem Tammannofen unter einfachsten Bedingungen durchgeführt und diese auf verschiedene Art und Weise auf deren Reinheitsgrad, Ausscheidungen und Gefüge untersucht. Aufbauend auf diesem Wissen und den Erkenntnissen über die optimale Prozessführung werden die Hauptversuche an einem Vakuuminduktionsofen in eigens dafür angefertigten MgO-Tiegeln (um einen möglichen Einfluss von konventionell verwendeten Al2O3-Tiegeln zu vermeiden) durchgeführt. Diese Schmelzen und die daraus entstandenen Proben werden zusätzlich elektrochemisch aufgelöst und deren filtrierte Einschlüsse untersucht. Im Rahmen der Arbeit stellte sich heraus, dass sowohl Reinheitsgrad und Gefügebildung von der Höhe der hinzulegierten Elemente Y und Ce beeinflusst werden. Im Besonderen zeigen die Ergebnisse, dass sich Yttrium an dieser Stelle stärker auswirkt als Ce.

Einrichtungen

  • Fachgruppe für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik [520000]
  • Lehrstuhl für Metallurgie von Eisen und Stahl [522310]

Identifikationsnummern

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