Zur Übersicht

Vortrag

Untersuchung von Zundern warmgewalzter Si- & Cr-legierter Stähle

Donnerstag (17.09.2020)
11:40 - 12:00 Uhr

Beim Warmwalzen von Stahl entstehen durch Oxidationsprozesse an der Oberfläche Zunderschichten, die je nach Zusammensetzung des Grundmaterials eine unterschiedliche Verteilung der Legierungselemente aufweisen. Davon abhängig entscheidet sich, wie gut der entstandene und für die anschließende Weiterverarbeitung ungewünschte Zunder in weiterer Folge wieder entfernt werden kann. Silizium gilt schon länger als eines der Elemente, das sich allein oder in Verbindung mit anderen Elementen an der Grenzfläche zwischen Stahl und Zunder anreichern und so den Entzunderungsvorgang beeinflussen kann. Das Auftreten des Fayalit (Fe2SiO4) – Wüstit (Fe1-xO) – Eutektikums bei 1177 °C hat einen besonders starken Einfluss auf die Verzunderung, da ein Überschreiten dieser Temperatur während der Oxidation zum Auftreten einer flüssigen Phase an der Grenzfläche Stahl – Zunder führt.

Untersucht wurden Stahlsorten mit unterschiedlichen Si- und Cr-Gehalten. In einem horizontalen Rohrofen wurden die Proben unter kontrollierter Atmosphäre Bedingungen ausgesetzt, die denen im großtechnischen Warmwalzprozess möglichst nahekommen sollten. Zur Präparation wurde eine Technik des Kalteinbettens in Epoxidharz verwendet, die eine Nutzung von Winkeln für Schrägschliffe vorsieht, womit eine höhere Tiefenauflösung erzielt werden kann. Als entscheidend wichtig erwies sich die vollständige Aushärtung des Harzes, was durch einen zusätzlichen Nachhärtungsschritt bei erhöhter Temperatur gewährleistet werden konnte.

Die Zunderschichten wurden mittels Lichtmikroskopie sowie REM-EDX charakterisiert. Im Zunder konnten Si-Anreicherungen und Cr-Anreicherungen mit je nach Gehalt dieser Elemente im Stahl variabler Ausprägung gefunden werden. Es konnte gezeigt werden, dass Si- und Cr-Oxide örtlich nebeneinander und nicht als Mischoxide vorliegen, was vermutlich auf die stark unterschiedlichen Ionenradien zurückzuführen ist. In oxidischer Form ist Mn mit Zunderkomponenten wie Fayalit und Wüstit gut mischbar, konnte aber nichtsdestotrotz lokal angereichert gefunden werden.

 

Sprecher/Referent:
Gregor Mikl
Technische Universität Wien
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Thomas Höfler
    Technische Universität Wien
  • Dr. Bernhard Linder
    voestalpine Stahl GmbH
  • Prof. Dr. Christian Gierl-Mayer
    Technische Universität Wien
  • Prof. Dr. Herbert Danninger
    Technische Universität Wien