![\"\"](\"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/iehk-aktuell\/files\/2020\/05\/Gruppe-3-Gie\u00dfen-und-Erstarren-e1589815055502-300x225.jpg\")
\u00dcber den Stranggie\u00dfprozess werden \u00fcber 95\u00a0% der Weltstahlerzeugnisse vergossen. Die Forschung der Arbeitsgruppe Gie\u00dfen und Erstarren untersucht daher die Prozessbedingungen sowie die daraus resultierenden Gussgef\u00fcge, welche die Werkstoffeigenschaften und Weiterverarbeitung ma\u00dfgeblich beeinflussen.<\/p>\n
Die Vorhersage des Erstarrungsgef\u00fcges mit Hilfe von Berechnungen und Simulationsprogrammen ist zur Steuerung der Qualit\u00e4t des Stahlgusshalbzeugs von gro\u00dfer Bedeutung. Anlagenkomponenten, die unterschiedlichen M\u00f6glichkeiten der Prozessf\u00fchrung und die chemische Zusammensetzung des Halbzeugs verlangen eine optimierte Abstimmung dieser Faktoren, um das bestm\u00f6gliche Gef\u00fcge f\u00fcr den jeweiligen Verwendungszweck einstellen zu k\u00f6nnen. Hierf\u00fcr ist es notwendig die kontrollierbaren Einflussgr\u00f6\u00dfen und ihre Auswirkungen genau beschreiben zu k\u00f6nnen. Das \u00fcbergeordnete Ziel ist dabei die Verkn\u00fcpfung verf\u00fcgbarer Daten und Programme, um eine umfassende Berechnung der Gef\u00fcgeentwicklung in der Stranggie\u00dfanlage zu erm\u00f6glichen. Eine Auswertung der Hochtemperatureigenschaften unterschiedlicher Stahlzusammensetzungen bildet in dem Zuge die Basis f\u00fcr eine verbesserte Abstimmung der Gie\u00dfbedingungen auf die Werkstoffeigenschaften.<\/p>\n
Eine M\u00f6glichkeit zur Beeinflussung des Gussgef\u00fcges bei Bl\u00f6cken ist die Applizierungvon mechanischer Vibration zur Anregung der dynamischen Keimbildung und Keimmultiplikation. Diese Methode wurde erfolgreich an Bl\u00f6cken unterschiedlicher Gr\u00f6\u00dfe getestet und die Gef\u00fcgeentwicklung mittels einer Simulation nachvollzogen.<\/p>\n
Es konnte gezeigt werden, dass die mechanische Beanspruchung des Blockes durch Vibration bei der Erstarrung den streng gerichteten Randbereich stark verk\u00fcrzt und die CET vergr\u00f6\u00dfert. Durch eine eigens entwickelte Simulation l\u00e4sst sich die Verschiebung des Beginns der CET abbilden.<\/p>\n
Ein weiterer Schritt zum verbesserten Verst\u00e4ndnis der Erstarrung in Abh\u00e4ngigkeit von den jeweiligen Bedingungen ist ein exaktes Wissen \u00fcber die W\u00e4rmestr\u00f6me in der Kokille. Daher wird derzeit mittels genauester Messungen der Einlauf- und R\u00fccklauftemperaturen des K\u00fchlwassers einer Brammenkokille ermittelt. Ziel ist eine m\u00f6glichst exakte Bestimmung der integralen W\u00e4rmestromdichte und der wechselseitigen Beeinflussung von W\u00e4rmestr\u00f6men, Gie\u00dfverlauf, Schrumpfung, Tapern, Gie\u00dfpulver und der aus der Schmelzentemperatur resultierenden Keimdichte. Mit Hilfe von optischen Glasfasersensoren (Faser Bragg Gitter) werden die Temperaturprofile innerhalb der Kupferplatten einer Stranggie\u00dfkokille erfasst und visualisiert. Diese k\u00f6nnen zum einen als Online-\u00dcberwachung und zum anderen zur Einstellung und Steuerung der Parameter (z.B. Taper) genutzt werden.<\/p>\n
Im SFB\u00a0761 wurden methodisch neue Vorgehensweisen f\u00fcr das Design von Strukturwerkstoffen am Beispiel von hochmanganhaltigen St\u00e4hlen erarbeitet. Teilbereich B untersucht dabei die Prozessentwicklung dieser St\u00e4hle mit variierenden Aluminium-, Mangan- und Kohlenstoffgehalten. Dieses Legierungssystem stellt aus metallurgischer Sicht einige Herausforderungen dar, insbesondere beim Vergie\u00dfen. Die Hochtemperatureigenschaften dieser Werkstoffe werden neben Heizzugversuchen auch mithilfe des Hochtemperaturbiegesimulators untersucht, sodass Spannungen in den Gussblock mit noch fl\u00fcssigem Kern induziert werden k\u00f6nnen. Weitere notwendige Kennwerte f\u00fcr die Simulation der mechanischen Belastungen wie die Flie\u00dfspannung werden aus Flachstauchversuchen ermittelt.<\/p>\n
Im Bereich der Forschung zur Rissbildung beim Stranggie\u00dfen von Manganst\u00e4hlen ist die Forschungsgruppe im EU-Projekt PMAPIA \u201ePrecipitation of Micro Alloy Particles in B and Mn alloyed steel grades and their interaction between elements, segregation and defects during continuous casting\u201c aktiv. Grundlage hierf\u00fcr bildet das Vorg\u00e4ngerprojekt PMAP, an dem sich der Lehrstuhl bereits mit Forschungen zu den Hochtemperatureigenschaften von hoch Mangan St\u00e4hlen eingebracht hat.<\/p>\n
Zusammen mit internationalen Partnern wird zur Bildung von Ausscheidungen unter Ber\u00fccksichtigung der Wechselwirkungen verschiedener Legierungselemente geforscht. Ziel des Projekts ist die Abstimmung der Stahlsorten auf die Gie\u00dfparameter und letztendlich die Entwicklung von Richtlinien f\u00fcr den Strangguss rissanf\u00e4lliger Manganst\u00e4hle. Dazu werden im Labor Stahlsorten mit variierender Zusammensetzung hinsichtlich ihrer Mikrostruktur, Ausscheidungskinetik und Hochtemperatureigenschaften untersucht. Begleitend finden sowohl Industrieversuche als auch Modellierungen und Simulationen statt.<\/p>\n
F\u00fcr die genauere Untersuchung von Ausscheidungen wird am IEHK unter anderem ein speziell entwickelter Langsamerstarrungsofen (LEO) genutzt. Hier kann die Geschwindigkeit der Erstarrung eingestellt werden, um ein Gef\u00fcge mit sehr groben Dendriten und entsprechend gro\u00dfen Ausscheidungen zu erzeugen. So wird eine genaue Untersuchung gerichteter K\u00f6rner und insbesondere der Phasengrenzen erm\u00f6glicht.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
\u00dcber den Stranggie\u00dfprozess werden \u00fcber 95\u00a0% der Weltstahlerzeugnisse vergossen. Die Forschung der Arbeitsgruppe Gie\u00dfen und Erstarren untersucht daher die Prozessbedingungen sowie die daraus resultierenden Gussgef\u00fcge, welche die Werkstoffeigenschaften und Weiterverarbeitung […]<\/p>\n","protected":false},"author":1805,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"c2c_always_allow_admin_comments":false,"footnotes":""},"categories":[1,4],"tags":[],"class_list":["post-1111","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-allgemein","category-kollegen"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/iehk-aktuell\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1111","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/iehk-aktuell\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/iehk-aktuell\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/iehk-aktuell\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1805"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/iehk-aktuell\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1111"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/iehk-aktuell\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1111\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1118,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/iehk-aktuell\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1111\/revisions\/1118"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/iehk-aktuell\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1111"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/iehk-aktuell\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1111"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/iehk-aktuell\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1111"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}