Gaslöslichkeiten

Wasserstofflöslichkeit im System Fe-Mn-C unter gleichgewichtsnahen Bedingungen

Die Versuchs - und Rechenergebnisse zur Bestimmung der Wasserstofflöslichkeit in gleichgewichtsnahem Zustand werden in Abbildung 10 für einen konstanten Wasserstoffpartialdruck von 0,1 bar und steigende Schmelzentemperaturen, in Abbildung 11 für eine konstante Schmelzentemperatur von 1550 °C und zwei unterschiedliche Wasserstoffpartialdrücke und in Abbildung 12 für steigende Mangangehalte bei sonst konstanten Bedingungen dargestellt.

Abb. 10
Abb.10: Wasserstoffkonzentration mit der Temperatur für einen konstanten Wasserstoffpartialdruck von 0,1 bar; gemessen mit Hydris®, berechnet mit Thermocalc® (TP A3)

 

 
Abb. 11
Abb.11: Wasserstoffkonzentration bei konstanter Temperatur für zwei Wasserstoffpartialdrücke (pH2 = 0,02 bar und pH2 = 0,1 bar) gemessen mit Hydris®

 

 
Abb. 12
Abb.12: Wasserstoffkonzentration für eine konstante Temperatur und einen konstanten Wasserstoffpartialdruck für steigende Mangangehalte; gemessen mit Hydris®, berechnet mit Thermocalc® (TP A3), verglichen mit Literaturwerten

 

Aus den berechneten und gemessenen Werten ergeben sich neue Wechselwirkungsparameter und Temperaturkonstanten für die Wasserstofflöslichkeit im System Fe-Mn-C

 

Stickstofflöslichkeit im System Fe-Mn-C unter gleichgewichtsnahen Bedingungen

Aus den Versuchsergebnisse zur Bestiimung der Stickstofflöslichkeit, Abbildung 13, konnte ebenfalls ein neuer Wechselwirkungsparameter für das System Fe-Mn-C ermittelt werden.

Abb. 13
Abb.13: Stickstoffgehalte in Abhängigkeit vom Mangangehalt für unterschiedliche Stickstoffpartialdrücke verglichen mit Literaturwerten nach Sieverts

 

 

Sauerstofflöslichkeit im System Fe-Mn-C

Die hohe Sauerstoffaffinität des Mangans wird in Abbildung 14 und 15 deutlich. Im Schmelzversuch (offener Induktionsofen) sinkt der gelöste Sauerstoff in der Schmelze, reichert sich aber im festen Werkstoff an, das bedeutet Einschlussbildung ([O]-Gesamt). Abbildung 15 zeigt, dass in einem geschlossenen Vakuuminduktionsofen auch der gesamte Sauerstoffgehalt sinkt. Der Einfluss des Sauerstoffgehaltes kann in Abbildung 16 im Vergleich zu Abbildung Abbildung 4 verdeutlicht werden.

Abb. 14
Abb.14: Sauerstoffgehalte (gelöst = [O]-Liq.) und (gesamt = [O]-Gesamt) mit der Zeit für einen Versuch im offenen Induktionsofen

 

 
Abb. 15
Abb.15: Sauerstoffgehalte (gelöst = [O]-Liq.) und (gesamt = [O]-Gesamt) mit der Zeit für einen Versuch im geschlossenen Induktionsofen VI-4

 

 
Abb. 16
Abb.16: Einschlüsse im System Fe-Mn-C