• Document: Klausur Vertiefungsfach 2: Master
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I E H K – Institut für Eisenhüttenkunde Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Klausur Vertiefungsfach 2: Master Stahlmetallurgie Univ.-Prof. Dr.-Ing. D. Senk 10.09.2012 Nachname, Vorname: Matrikel-Nr.: Unterschrift: Aufgabe Punkte Punkte Unterschrift Korrektur Gesamtpunkte (max.) Datum (endgültig) 1 16 2 16 3 16 4 16 5 16 Summe: Summe nach Einsicht: Je richtige Teilantwort: 0,5 Punkte bis zur angegebenen maximal erreichbaren Punktzahl 1 Klausur Vertiefungsfach 2 Stahlmetallurgie Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dieter Senk 10.09.2012 1. Aufgabe : Thermodynamik 16 Punkte a) 1. Geben Sie die Definition der Aktivität in der Thermodynamik an! 2. Welche Bedeutung hat die Aktivität in der Metallurgie? 3. Wie wird die Aktivität berechnet? 2,5 Punkte 2 b) Berechnen Sie die Kohlenstoffaktivität in einer 100Cr6-Schmelze mit der folgenden Zusammensetzung. 3,0 Punkte Element C Si Mn Cr Konzentration [Gew.-%] 0,9 0,25 0,35 1,5 Nutzen Sie dazu die folgende Tabelle der Wirkungsparameter von in flüssigem Ei- sen gelösten Elementen: Solute j eH(j) <%j eC(j) <%j eN(j) <%j eS(j) <%j eO(j) <%j Al 0,013 2 0,064 2 0,002 0,5 0,035 1 -3,9 0,2 B 0,05 1 / / / / 0,134 0,5 -2,6 0,05 C 0,06 1 0,22 1 0,25 0,5 0,114 0,5 -0,13 1 Co 0,002 14 0,062 10 0,011 12 0,003 10 0,007 5 Cr -0,002 2 -0,024 25 -0,045 7 -0,011 5 -0,037 20 Cu 0,0005 12 0,018 10 0,009 10 -0,008 8 -0,016 15 H 0 / (0,72) / / / (0,26) / / / Mn -0,001 11 -0,007 10 -0,02 6 -0,026 3 0 / N / / (0,11) / 0 / (0,03 / (0,057) / Nb -0,002 2 -0,06 2 -0,061 10 -0,013 5 -0,14 3 Ni 0 / 0,012 5 0,01 10 0 / 0,006 20 O / / (-0,097) / 0,05 / (-0,18) / -0,2 / P 0,011 0,5 / / 0,051 / 0,029 1 0,07 0,5 S 0,008 0,1 0,057 2 0,013 / -0,028 1 -0,091 / Si 0,027 1 0,0113 2 0,047 3 0,063 0,5 -0,14 1 Ti 0,08 0,5 / / -0,53 0,2 -0,072 1 -1,15 0,3 V / / -0,038 20 -0,093 2 0,016 5 -0,14 5 W / / -0,033 20 -0,002 15 0,001 10 0,008 5 Zr / / / / -0,63 0,1 -0,053 2 / / 3 c) Zeichnen Sie ein Richardson-Jeffes-Diagramm für die Bildung von Oxiden und skizzieren Sie die Kurven für die Bildung von FeO, SiO2 und CO. 2,5 Punkte d) Leiten Sie das Sieverts’sche Quadratwurzelgesetz für Stickstoff in allgemeiner Form her. 2,0 Punkte 4 e) Skizzieren Sie das Eisen-Kohlenstoff-Phasen-Diagramm mit den wichtigsten Daten und zeichnen Sie die Linie der Liquidus-Temperatur in diesem Diagramm. 3,0 Punkte f) Welche Prozesse laufen ab mit a) metallischem Eisen, b) Wüstit und c) Magnetit bei einer Temperatur von 1000°C in der folgenden

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