Stahl - Versionsgeschichte

Dg: /* Übung */

2016-02-28T18:07:19Z

‎Übung

Dg: /* Übung */

2012-11-20T20:24:58Z

‎Übung

Dg am 20. November 2012 um 20:20 Uhr

2012-11-20T20:20:11Z

Dg: /* Sauerstoffblasverfahren */

2011-12-11T16:09:46Z

‎Sauerstoffblasverfahren

Dg am 11. Dezember 2011 um 16:07 Uhr

2011-12-11T16:07:31Z

Dg am 29. November 2011 um 20:21 Uhr

2011-11-29T20:21:37Z

Dg am 24. Oktober 2011 um 15:15 Uhr

2011-10-24T15:15:30Z

Dg am 23. September 2011 um 20:39 Uhr

2011-09-23T20:39:51Z

Dg am 9. März 2011 um 09:53 Uhr

2011-03-09T09:53:48Z

Dg: /* Schweißen von korrosionsbeständigen Stählen */

2010-06-01T17:51:06Z

‎Schweißen von korrosionsbeständigen Stählen

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 {{www}}
-* [http://www.wdr.de/tv/quarks/global/pdf/Q_Stahl.pdf Stahl - Script zur WDR-Sendereihe "Quarks & Co" (PDF-Datei)]
+* [http://www.wdr.de/tv/applications/fernsehen/wissen/quarks/pdf/Q_Stahl.pdf Stahl - Script zur WDR-Sendereihe "Quarks & Co" (PDF-Datei)]
 * Prof. Dr.-Ing. K.-Ch. Thienel: [http://www.unibw.de/bauv3/lehre/skripten/chemie-und-eigenschaften-metallischer-werkstoffe.pdf Chemie und Eigenschaften metallischer Werkstoffe - Stahl und NE-Metalle. Script zur Vorlesung an der Bundeswehr-Universität München]
 [[Kategorie:Werkstofftechnik]][[Kategorie:Lerngebiet 12.7: Werkstoffe auswählen und prüfen]]
 [[Kategorie:Chemie]][[Kategorie:Chemikalien]]

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 Ergänze den folgenden Lückentext zum Thema "Stahlerzeugung":
-Als Rohstoff für die Roheisenherstellung im Hochofen wird ___________________ eingesetzt. Dieses wird mit Kalk als Zuschlagstoff und Koks dem Hochofen laufend von oben zugeführt. Der Koks erfüllt im Hochofen zwei Aufgaben: Zum einen liefert er die zum Schmelzen des Eisens notwendige ____________________, zum anderen entzieht er dem Eisenoxid den ________________. Hierbei entsteht ____________________, welches als Abgas dem Hochofen entweicht. Das Roheisen ist aufgrund seines hohen Gehaltes an _______________________ noch zu spröde und damit technisch nicht verwertbar. Das Roheisen wird deshalb noch in einem sich anschließenden Prozess, dem ______________________________, zum eigentlichen Stahl aufbereitet. Das schmelz¬flüssige Roheisen wird hierzu in einen Konverter gefüllt und durch Aufblasen von reinem Sauerstoff gefrischt. Dabei verbindet sich der Sauerstoff mit dem überschüssigen ____________________ des Roheisens zu _______________________, das der Schmelze entweicht. Um das Schmelzbad zu kühlen, wird dem Roheisen noch bis zu 25% __________________ zugefügt. Hierdurch können gleichzeitig wertvolle Rohstoffe wiedergewonnen werden.
+Als Rohstoff für die Roheisenherstellung im Hochofen wird (1) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ eingesetzt. Dieses wird mit Kalk als Zuschlagstoff und Koks dem Hochofen laufend von oben zugeführt. Der Koks erfüllt im Hochofen zwei Aufgaben: Zum einen liefert er die zum Schmelzen des Eisens notwendige (2) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , zum anderen entzieht er dem Eisenoxid den (3) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . Hierbei entsteht (4) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , welches als Abgas dem Hochofen entweicht. Das Roheisen ist aufgrund seines hohen Gehaltes an (5) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _  noch zu spröde und damit technisch nicht verwertbar. Das Roheisen wird deshalb noch in einem sich anschließenden Prozess, dem (6) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , zum eigentlichen Stahl aufbereitet. Das schmelzflüssige Roheisen wird hierzu in einen Konverter gefüllt und durch Aufblasen von reinem Sauerstoff gefrischt. Dabei verbindet sich der Sauerstoff mit dem überschüssigen (7) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , des Roheisens zu (8) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , das der Schmelze entweicht. Um das Schmelzbad zu kühlen, wird dem Roheisen noch bis zu 25% (9) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ zugefügt. Hierdurch können gleichzeitig wertvolle Rohstoffe wiedergewonnen werden.
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 * [http://www.wdr.de/tv/quarks/global/pdf/Q_Stahl.pdf Stahl - Script zur WDR-Sendereihe "Quarks & Co" (PDF-Datei)]
 * Prof. Dr.-Ing. K.-Ch. Thienel: [http://www.unibw.de/bauv3/lehre/skripten/chemie-und-eigenschaften-metallischer-werkstoffe.pdf Chemie und Eigenschaften metallischer Werkstoffe - Stahl und NE-Metalle. Script zur Vorlesung an der Bundeswehr-Universität München]
 [[Kategorie:Werkstofftechnik]][[Kategorie:Lerngebiet 12.7: Werkstoffe auswählen und prüfen]]
 [[Kategorie:Chemie]][[Kategorie:Chemikalien]]

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 === Sauerstoffblasverfahren ===
+[[Bild:Sauerstoffblasverfahren1.JPG|right]]
-Durch Anreicherung der Verbrennungs[[luft]] mit [[Sauerstoff]] oder durch direktes Aufblasen von [[Sauerstoff]] lässt sich der Wärmehaushalt gegenüber dem SM-Verfahren verbessern. Unter Ausnutzung dieses physikalischen Effektes wurde 1952 in Linz an der Donau das erste LD(Linz/Donawitz)-Verfahren in Betrieb genommen, das mit reinem [[Sauerstoff]] arbeitet.
+Durch Anreicherung der Verbrennungs[[luft]] mit [[Sauerstoff]] oder direktes Aufblasen von [[Sauerstoff]] lässt sich der Wärmehaushalt gegenüber dem SM-Verfahren verbessern. Unter Ausnutzung dieses physikalischen Effektes wurde 1952 in Linz an der Donau das erste LD(Linz/Donawitz)-Verfahren in Betrieb genommen, das mit reinem [[Sauerstoff]] arbeitet.
 Durch eine Lanze, die von einem wassergekühlten Mantel umgeben ist, wird reiner [[Sauerstoff]] auf das flüssige Roheisen in den Konverter geblasen. Durch das Verhältnis von Düsenabstand vom Bad und Sauerstoffdruck lässt sich die Schaumigkeit der Schlacke und damit die Größe der Reaktionsfläche zwischen Bad und Schlacke regulieren.
 Wegen der hohen Temperaturen von 2.500 - 3.000 °C im Brennfleck (also der Auftrefffläche des O<sub>2</sub>-Strahles) eilt beim LD-Verfahren die Ent[[phosphor]]ung der Entkohlung etwas voraus. Es ist daher noch stets ausreichend [[Kohlenstoff]] im Bad enthalten, um ohne Gefahr des Überfrischens den [[P]]-Gehalt auf Werte von weniger als 0,05 % zu senken. Ein Blasvorgang dauert 15 - 30 Min. bei Konvertern bis 400 t.
 === Elektrostahlverfahren ===

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 * Härtbare Chromstähle (martensitische Stähle): Dies sind reine Chromstähle, die nach Abschrecken von höherer Temperatur eine starke Härtezunahme zeigen, d.h. sie sind durch eine Wärmebehandlung härtbar. Sie sind magnetisch.
 * Nicht härtbare Chromstähle (ferritische Stähle): Da sie keinen [[Kohlenstoff]] enthalten, reagieren sie nicht auf eine Warmbehandlung, d. h. sie sind nicht härtbar. Auch diese Stähle sind magnetisch.
-* [[Chrom]]-[[Nickel]] und [[Chrom]]-[[Nickel]]-[[Mangan]]-Stähle (austenitische Stähle): Sie sind durch eine Wärmebehandlung nicht härtbar. Eine Steigerung von [[Härte]] und [[Festigkeit]] kann nur durch Kaltverformung erreicht werden. Sie sind nicht magnetisch, können jedoch nach einer Kaltverformung leicht magnetisch werden.
+* [[Chrom]]-[[Nickel]] und [[Chrom]]-[[Nickel]]-[[Mangan]]-Stähle ([[austenit]]ische Stähle): Sie sind durch eine Wärmebehandlung nicht härtbar. Eine Steigerung von [[Härte]] und [[Festigkeit]] kann nur durch Kaltverformung erreicht werden. Sie sind nicht magnetisch, können jedoch nach einer Kaltverformung leicht magnetisch werden.
 Für die AISI-Code-Klassifizierung ergeben sich folgende Kurzbeschreibungen:
-* Serie AISI 2xx: Sie werden der Klasse 3 zugeordnet. Sie haben erhebliche Nickelgehalte, die teilweise durch Mn ersetzt werden, um die austenitische Struktur zu erhalten. Die Korrosionsbeständigkeit liegt über der 400 Serie. Sie besitzen ausgezeichnete Verformungs- und Schweißeigenschaften. Sie sind nicht magnetisch und nicht härtbar.
+* Serie AISI 2xx: Sie werden der Klasse 3 zugeordnet. Sie haben erhebliche [[Nickel]]gehalte, die teilweise durch Mn ersetzt werden, um die austenitische Struktur zu erhalten. Die Korrosionsbeständigkeit liegt über der 400 Serie. Sie besitzen ausgezeichnete Verformungs- und Schweißeigenschaften. Sie sind nicht magnetisch und nicht härtbar.
 * Serie AISI 3xx: Auch sie werden der Klasse 3 zugeordnet. Ihre Eigenschaften entsprechen den der Serie 200. Daneben besitzen sie jedoch ausgezeichnete Tieftemperatureigenschaften. Die Zähigkeit bleibt bis zum absoluten Nullpunkt erhalten.
 * Serie AISI 4xx: Je nach ihrer Zusammensetzung erfolgt eine Zuordnung zur Klasse 1 oder die Verformbarkeit ist noch gut, de Schweißbarkeit nur mäßig. Sie sind magnetisch und härtbar. Die Korrosionsbeständigkeit ist schlechter als bei den Serien 200 und 300.

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 == Allgemein ==
-Wegen seines unedlen Charakters kommt [[Eisen]] in der Natur nicht rein, sondern nur chemisch gebunden vor. Dies sind in erster Linie [[Eisen]]-[[Sauerstoff]]-Verbindungen, die auch noch mit mineralischen Bestandteilen (genannt Gangart) durchsetzt sind. Das Gemenge von [[Eisen]]-Sauerstoffverbindungen und Gangart wird als Eisenerz bezeichnet.
+Wegen seines unedlen Charakters kommt [[Eisen]] in der Natur nicht rein, sondern nur chemisch gebunden vor. Dies sind in erster Linie [[Eisen]]-[[Sauerstoff]]-Verbindungen, die auch noch mit mineralischen Bestandteilen (genannt Gangart) durchsetzt sind. Das [[Gemenge]] von [[Eisen]]-Sauerstoffverbindungen und Gangart wird als Eisenerz bezeichnet.
 Die Aufgabe der Hüttentechnik ist es jetzt, zum einen die [[Eisen]]-Sauerstoffverbindungen von dieser Gangart zu trennen und zum anderen das [[Eisen]] vom [[Sauerstoff]].

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 Bei werkstoffgerechter Verarbeitung sind die Korrosionsbeständigen Stähle kaum heißrissgefährdet. Dennoch kann beim Schweißen einiges verkehrt gemacht werden. Beim [[Schweißen]] der austenitischen Stähle sind deren physikalische Eigenschaften unbedingt zu beachten:
-* Die [[Wärmeleitfähigkeit]] ist im Vergleich zum einfachen Baustahl weitaus geringer. Es kommt zum Wärmestau im Bereich der Schweißnaht. Hinzu kommt das die Austenite einen um 50% höheren [[Ausdehnungskoeffizienten]] besitzen. Dies führt besonders bei den dünnen Blechen zum Verzug. Die Wärme muss aus dem Schweißbereich abgeführt werden. Bewährt hat sich Festspannen auf Kupferschienen, die unmittelbar neben der Schweißfuge positioniert werden. Der hohe elektrische Widerstand macht sich bei der Strombelastbarkeit der Elektroden bemerkbar.
+* Die [[Wärmeleitfähigkeit]] ist im Vergleich zum einfachen Baustahl weitaus geringer. Es kommt zum Wärmestau im Bereich der Schweißnaht. Hinzu kommt das die Austenite einen um 50% höheren [[Ausdehnungskoeffizient]]en besitzen. Dies führt besonders bei den dünnen Blechen zum Verzug. Die Wärme muss aus dem Schweißbereich abgeführt werden. Bewährt hat sich Festspannen auf Kupferschienen, die unmittelbar neben der Schweißfuge positioniert werden. Der hohe elektrische Widerstand macht sich bei der Strombelastbarkeit der Elektroden bemerkbar.
 * Heißrisse entstehen durch niedrig schmelzende Phasen auf den Korngrenzen.
 * [[Nickel]] bildet mit [[Schwefel]] ein [[Eutektikum]], das erst bei 630°C erstarrt. Daher ist jeglicher Schwefeleintrag in das Schweißbad zu vermeiden. Der Nahtbereich ist vor dem Schweißen zu entfetten. Es sind saubere Handschuhe bei der Verarbeitung zu tragen.