Mikroseigerungsverhalten von Niob in unterschiedlichen Erstarrungsstrukturen für Stahlstrangguss

Beim Stranggießen von Stahl können je nach Fonnat Seigerungen gebildet werden, die die Qualität des Gußprodukts herabsetzen und zu Nachteilen in Verarbeitung und Gebrauch führen. Mikroseigerungen entstehen aufgrund von Konzentrationsunterschieden bei der Bildung von Mischkristallen, besonders im Zusammenhang mit der dendritischen Erstarrung. Bei der technischen und somit nicht gleichgewichtsnahen Erstarrung ist der Konzentrationsausgleich durch Diffusion auf grund der zu schnellen Abkühlung nicht möglich. Die Stärke der Seigerung hängt, abgesehen von den Erstarrungsbedingungen (Überhitzung, Gießtemperatur, Gießgeschwindigkeit, Abkühlgeschwindigkeit) von der Breite des Erstarrungsintervalls sowie von der Diffusionsgeschwindigkeit der Legierungselemente ab. Ein Maß hierfiir ist der Seigerungs- oder Verteilungskoeffizient. Die Modellierung und die Simulation von Erstarrungsprozessen sind fiir die Entwicklung und Optimierung von Gießprozessen von großer Bedeutung. Durch die Entwicklung von mathematischen Modellansätzen kann das Verständnis grundlegender Zusammenhänge verbessert und exakter simuliert werden. Hierzu zählt besonders die Berechnung von Ausscheidungen, wie Mikro- und Makroseigerungen. Hierbei ist jeweils die Art des vorliegenden Erstarrungsgefiiges zu berücksichtigen. Zu unterscheiden sind lange, gerichtete, mikrogeseigerte Zonen und andererseits kugelige Gefiige mit relativ kurzen Seigerungszonen. Die materialabhängigen Parameter, wie der lokale Gleichgewichtskoeffizient kNb, wurden mit Hilfe von elektronenmikroskopischen Analysen und statistischen Auswertungen bestimmt, welche als Eingangsparameter fiir Mikroseigerungsmodelle dienen. Dabei wurde in dieser Arbeit speziell die Mikroseigerung von Niob untersucht. Die Auswertungen bestätigen, dass die Seigerung von Niob im ungerichteten Gefiige deutlich geringer ausfiel, als die im gerichteten und globulitischen Gefiige bei der primär austenitischen Erstarrung. Es konnte auch gezeigt werden, dass die Höhe der Seigerungskennwerte stark von der angewandten Untersuchungs- und Auswertungsmethode, dem Kohlenstoffgehalt sowie dem Erstarrungsgefiige abhängig sind.