Christian-Doppler-Labor für Diffusions- und Segregationsvorgänge bei der Produktion hochfesten Stahlbands - Modul 2: Beizen

01.01.2008 - 31.03.2015
Forschungsförderungsprojekt
Mit der Entwicklung der höher- bzw. höchstfesten Stahlsorten steht aufgrund der charakteristischen Legierungszusammensetzung die Produktion und Verarbeitung von Blechprodukten vor neuen Herausforderungen, um den an diese Produkte gestellten Anforderungen gerecht zu werden. Durch diese immer wachsenden Ansprüche, reicht es aber nicht mehr aus einen Stahl mit guten Materialkennwerten zu produzieren. So müssen die Stähle der Zukunft nicht nur immer härter, leichter verarbeitbar und korrosionsbeständiger werden, sondern dazu noch eine fehlerfreie Oberfläche aufweisen; und gerade diese für die Herstellung von hochwertigen Flachprodukten neuartigen Stahlsorten zeigen durch deren spezifische Legierungselemente und ihre Reaktivitäten die Tendenz zu unerwarteten und ungünstigen Oberflächenerscheinungen. In diesem Zusammenhang ergibt sich eine deutliche technologische Aufgabenstellung, die, wie im Folgenden gezeigt wird, in idealer Weise mit aktuellen Themen der Grundlagenforschung harmonisiert. Die insbesondere während des Warmwalzens zu beobachtenden Phänomene wie Oberflächenoxidation, Korngrenzenoxidation und Segregation sind ohne Ausnahme eine Folge der durch Diffusion in entsprechenden Aktivitätsgradienten erfolgten Anreicherungsprozesse. Insbesondere durch die während des Warmwalzprozesses immer vorhandenen Luft adsorbiert und dissoziiert Sauerstoff auf der Werkstoffoberfläche bzw. diffundiert entlang von Korngrenzen in das Werkstoffgefüge ein und führt damit durch Oxidbildung zu einer für die Segregation notwendigen Triebkraft. Die Mikrotopologie der gebeizten Warmbandoberfläche ist für die weitere Verarbeitbarkeit in den folgenden Produktionsstufen entscheidend. Die Oberflächenstruktur ergibt sich durch die Reaktion des zunderfreien Stahls mit der Beizsäure. Bei unlegierten Stahlsorten ist der Einfluss der Beizsäure, von der Beizzeit weitgehend unabhängig, strukturgebend und daher. Die bisher bei unlegierten Stählen nicht bekannte Herausforderung liegt bei niedrig legierten Stahlsorten darin, dass die bereits erwähnte Segregation und Oxidation an den Korngrenzen der oberflächennahen Kornlagen, speziell von beizreaktiven Legierungselementen wie Phosphor und Silizium zu einer korngrenzendominierten Beizstruktur und damit zu einer veränderten Mikrotopologie der Bandoberfläche führt. Da unterschiedliche Beizzeiten im Herstellungs-prozess nicht vermieden werden können, ergeben sich daraus derzeit in den Folgeaggregaten nur schwer beherrschbare Unterschiede der Eigenschaften des Bandes über seine Länge. Als eine Lösung könnte sich der Einsatz von spezifisch den niedrig legierten Stählen angepassten Beizinhibitoren anbieten mit denen sich die Auflösung des Stahlsubstrates sehr stark reduzieren lässt. Das Beizverhalten niedrig legierter Stahlsorten mit und ohne Beizinhibierung, mit dem speziellen Fokus auf theoretische Modelle, sowie Wirkweise und die Beantwortung technologische Fragestellungen sind Ziel dieser Arbeit

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungmittel

  • Christian Doppler Forschungsgesells (National) Christian Doppler Forschungsgesellschaft (CDG)

Forschungsschwerpunkte

  • Structure-Property Relationsship: 30%
  • Surfaces and Interfaces: 40%
  • Materials Characterization: 30%

Schlagwörter

DeutschEnglisch
WarmbandHot rolled steel sheet
VerzunderungScaling
BeizenPickling

Externe Partner_innen

  • Voestalpine Stahl GmbH
  • Max-Planck-Institut für Eisenfoschung GmbH

Publikationen