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Description
Die Transformation der Stahlerzeugung vom klassischen Hochofenprozess hin zum Elektrolichtbogenofenverfahren ermöglicht eine deutlich erhöhte Verwendung von Stahlschrott als Einsatzmaterial. Dies resultiert in erhöhten Gehalten an Begleitelementen in den Stählen, welche im weiteren Herstellprozess nicht mehr entfernt werden können. Diese Begleitelemente können Versprödung verursachen, da sie zur Segregation an die Korngrenzen neigen und deren Kohäsion schwächen. Zur Minimierung solcher Effekte können gezielt Legierungselemente mit kohäsionssteigernder Wirkung zugesetzt werden.
Zur mikrostrukturellen Charakterisierung des Versprödungsverhaltens eines IF Stahls wurden verschiedene Legierungssysteme mittels Stereomikroskopie, Elektronenrückstreubeugung und energiedispersiver Röntgenspektroskopie untersucht. Das resultierende Versprödungsverhalten wurde mittels Kerbschlagbiegeversuchen quantifiziert und zeigt eine deutliche Differenzierung zwischen verschiedenen Elementen. Darüber hinaus erfolgte die Analyse der Bruchflächen spröde und duktil versagender Proben aus den Kerbschlagbiegeversuchen unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie.
Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Zusammenhang zwischen dem Bruchverhalten und der jeweiligen Legierungszusammensetzung. Die Bruchflächen der mit den Begleitelementen legierten Proben weisen im Tieftemperaturbereich ein transkristallines Verhalten auf. Im Gegensatz dazu zeigen die mit versprödungshemmenden Elementen legierten Proben bis zu vergleichsweise tiefen Temperaturen ein duktiles Versagen, wobei bei sehr tiefen Temperaturen ebenfalls ein Übergang zu transkristallinem Bruch beobachtet wird.