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Offered Master Theses (Last Updated October 2017)


  1. Offered Master Theses
  2. Master Theses In Progress
  3. Completed Diploma-/Master Theses

 

Wir bedanken uns für Ihr Interesse an Bachelorarbeitsthemen/Masterarbeitsthemen. Bitte berücksichtigen Sie, dass nicht immer alle angedachten Arbeiten auch den Weg auf unsere Homepage finden.
Wir verfügen über einen Pool an Arbeiten, die in Zusammenarbeit mit Industriepartnern des Lehrstuhls aber auch im Rahmen von Projekten am Lehrstuhl an geeignete Kandidatinnen und Kandidaten vergeben werden. Auch Arbeiten im Ausland versuchen wir zu vermitteln und zu fördern.

Individuelle Interessen lassen sich oft in einem persönlichen Gespräch besser klären. Wir ersuchen Sie deshalb nicht nur unsere Homepage zu durchforsten sondern auch direkt das Gespräch mit

Prof. Johannes Schenk für Arbeiten im Bereich der Eisen- und Stahlherstellung,
mit Ass.Prof. Susanne Michelic für Arbeiten um das Thema nichtmetallischer Einschlüsse und mit
Ao.Prof. Christian Bernhard für Arbeiten rund um das Gießen und Schweißen von Stahl

zu suchen. Natürlich können Ihnen aber auch alle wissenschaftlichen MitarbeiterInnen weiterhelfen.


Auswirkung von Einschluss- und Karbidverteilung auf das Zerspanungsverhalten in hochlegierten Stählen

Ziel der Masterarbeit ist es, aufbauend auf bereits durchgeführte grundlegende Untersuchungen zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen Reinheitsgrad und Zerspanungseigenschaften, die Auswirkung von bestimmten Einschlusseigenschaften (z.B. Größe, Zusammensetzung) in Abhängigkeit der Legierungslage des Werkstoffes auf das Zerspanungsverhalten zu bestimmen. Zusätzlich soll der Einfluss von Karbiden auf ausgewählte Zerspanungsparameter bewertet werden. Von besonderem Interesse ist das Zusammenspiel von Einschluss- und Karbidgehalt.
Vorrangig soll dabei ein Warmarbeitsstahl mit definierter chemischer Zusammensetzung aber unterschiedlichen Reinheitsgradniveaus betrachtet werden. Als Methode zur Einschlusscharakterisierung wird primär die automatisierte REM/EDX Analyse verwendet. Diese ermöglicht die Analyse mehrerer 1000 Partikel auf einer definierten Messfläche hinsichtlich Größe, Morphologie, chem. Zusammensetzung sowie Verteilung.
An den Stahlproben werden Zerspanungsversuche mittels Hartmetallwendeschneidplatten durchgeführt. Die Ergebnisse der Zerspanungstest sollen mit dem REM/EDX Ergebnissen verglichen und korreliert werden. Die Verschleißmechanismen der Werkzeuge sollen dabei mittels Digitalmikroskopie und REM im Detail untersucht und mit den Materialeigenschaften der Stähle in Zusammenhang gebracht werden.

Inhalt:

  • Literaturrecherche
  • Durchführung und Auswertung von Zerspanungstests
  • Charakterisierung des Reinheitsgrads mittels automatisierter REM/EDX Analyse und Extraktion

Vergleich, Diskussion und Zusammenfassung der Ergebnisse

Betreuung:
Dipl.-Ing. Alexander Mayerhofer (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)

Dipl.-Ing. Dr.mont. Susanne Michelic (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)


Entwicklung eines Berechnungstools zur Vorhersage von AlN-Ausscheidungen in Stählen

Kurzbeschreibung der Problemstellung:

Die Entstehung von Ausscheidungen wie Aluminiumnitrid, spielt in der Stahlherstellung und -verarbeitung eine entscheidende Rolle. Neben Art der Ausscheidung haben auch Entstehungszeitpunkt, Volumenanteil und Größe einen bedeutenden Einfluss auf die Produktqualität. Aufgrund der erheblichen Zeit- und Kostenersparnis erfolgt die Ermittlung dieser Daten heutzutage unter anderem mithilfe von Simulationsprogrammen. Im Zuge der Diplomarbeit sollen die Programme MatCalc und IDS zur AlN-Ausscheidungsberechnung verglichen werden. Die erhaltenen Ergebnisse sind anschließend mit experimentellen Daten aus der Hochtemperatur-Laser-Scanning-Konfokal-Mikroskopie sowie dem IMC-Biegeversuch abzugleichen. Die dadurch gewonnenen Erkenntnisse sollen genutzt werden, um ein Ausscheiungsvohersage-Modell in MatLab zu programmieren.Voraussetzung für diese Tätigkeiten bildet dabei eine umfassende Literaturrecherche zum Thema Ausscheiungskinetik von Aluminiumnitriden.

Projektinhalt:

  • Umfassende Literaturrecherche zum Thema AlN-Auscheidungskinetik
  • Vergleich der Ausscheidungsberechnungsprogramme MatCalc und IDS
  • Abgleich der erhaltenen Daten mit experimentell ermittelten Werten aus HT-LSCM Versuchen und IMC-B Versuchen
  • Unterstützende Tätigkeiten bei HT-LSCM Auswertungen
  • Erstellen eines Ausscheidungsberechnungs-Tools in MatLab, basierend auf den erhaltenen Erkenntnissen

Betreuung:
Dipl.-Ing. Nora Fuchs (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)

Dipl.-Ing. Roman Krobath (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)
Ao.Univ.Prof. Christian Bernhard (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)


Reduktion und Modifikation von LD-SchlackeReduktion und Modifikation von LD-Schlacke

Kurzbeschreibung der Problemstellung:

Rückgewinnung des in der LD-Schlacke gebundenen Eisens unter Erhaltung des Produktcharakters, der vom Eisen befreiten Fraktion auf dem reduktiven Weg ohne Einsatz von Fluor und/oder Alkali hältigen Flussmitteln.

Projektinhalt:

  • Identifikation möglicher Phasen, welche durch reduzierende/modifizierende Behandlung aus LDS erzeugt werden können und das Potential zur weiteren stofflichen Nutzung haben.
  • Identifikation geeigneter Zuschlagstoffe/Flussmittel zur gezielten Herstellung dieser Phasen
  • Abschätzung des notwendigen Reduktionsgrades (Eisen,Mangan etc.)
  • Konzeptionierung eines geeigneten Modell Versuches (Labor)
  • Versuche mit dem Ziel der Minimierung des betrieblich zu betreibenden Aufwandes

Betreuung:
Dipl.-Ing. Florian Penz (K1-MET GmbH)

Univ.-Prof. Dipl.-Ing.Dr.techn. Johannes Schenk (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)


Entwicklung und Evaluierung eines Modells zur Berechnung der Ausbreitungs- bzw. Wachstumsgeschwindigkeit von metallischem Eisen auf/in Magnetiterzen bei der Reduktion mit Wasserstoff

Kurzbeschreibung:

Die Eisen- und Stahl erzeugende Industrie stellt zurzeit einen der größten CO2 emittierenden Industriezweige dar. In den nächsten Jahren/Jahrzehnten muss es daher zu einer Änderung bzw. Substitution der angewendeten Prozesse kommen. Zurzeit wird in der Reduktionsmetallurgie hauptsächlich Kohlenstoff als Reduktionsmittel eingesetzt, wodurch eine Emittierung von CO2 unumgänglich ist. In der Zukunft wird vermehrt der Einsatz von Wasserstoff als Reduktionsmittel erfolgen müssen, was mit einer Entstehung von Wasser als Reduktionsprodukt gekoppelt ist.
Um Wasserstoff als Reduktionsmittel einsetzen zu können, bedarf es alternativer Prozessrouten die auf dem Prinzip von Gas- Feststoffreaktionen beruhen. Ziel dieser Arbeit ist es nun, die generelle Eignung von Magnetiterzen für die Reduktion mittels Wasserstoff zu bestimmen. Es soll ein Modell entwickelt werden, mit welchem die Wachstums- bzw. Ausbreitungsgeschwindigkeit von metallischen Eisen in/auf Magentiterzen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Reduktionsbedingungen (Temperatur, GOD, Wasserstoffpartialdruck) bestimmt werden kann. Außerdem soll, unter Zuhilfenahme der Mikroskopie (Lichtmikroskop, Rasterelektronenmikroskop), versucht werden, verschiedene Ausscheidungsarten des Eisens auf dem Erz nachzuweisen. Des Weiteren sollen Möglichkeiten gefunden werden, das Schichtwachstum des Eisens auf dem Magnetit zu beschleunigen. Die benötigen Reduktionsversuche sollen dabei mit einer druckthermogravimetrischen Apparatur (Festbett) und mittels Wirbelschichtreaktor 68 mm (Wirbelschicht) durchgeführt werden.

Betreuung:
Dipl.-Ing. Daniel Spreitzer (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)

Univ.-Prof. Dipl.-Ing.Dr.techn. Johannes Schenk (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)


Betriebliche Optimierung der Verteilerfahrweise zur Steigerung des inneren Reinheitsgrades von Stranggussbrammen

Motivation und Ziel:

Die Verringerung des Anteils nichtmetallischer Einschlüsse (NMI) in stranggegossenen Produkten (Brammen) gewinnt nicht zuletzt aufgrund steigender Kundenanforderungen immer mehr an Bedeutung und stellt eine große Herausforderung dar. Der schädliche Einfluss von NMI´s lässt sich damit erklären, indem die Partikel in der Bramme wie ein Fremdkörper wirken und sich somit mechanisch von der Umgebenden Stahlmatrix unterscheiden. Dies hat zur Folge, dass es bei der Weiterverarbeitung (Walzen) zu einer Werkstofftrennung an der Grenzfläche Stahl <-> Partikel kommt und größere Partikel aufgrund ihrer Sprödigkeit während der Verformung sogar in mehrere Teile zertrümmert
werden können. Fatale Folge: Aufwändig produziertes Blech mit irreparablen Innenfehlern (Schrott).


Der Stranggussverteiler ist de facto die letzte Komponente, in der NMI vor der Erstarrung noch effizient abgeschieden werden können. Voraussetzung dafür ist ein stationärer Gießbetrieb, welcher aber aus unterschiedlichen Gründen oftmals nicht eingehalten werden kann. An dieser Stelle seien Anfahrphase (Gießstart), Pfannenwechsel sowie Gießende genannt. Instationäre Vorgänge führen oftmals zu Verwirbelungen der Verteilerbadoberfläche und begünstigen dadurch einen Schlackeneinzug und lässt die Partikel-Konzentration im Stahl deutlich ansteigen. Da eine adäquate Abscheidung dieser Teilchen in weiterer Folge nicht mehr adäquat erfolgen kann, werden diese in erhöhtem Ausmaß in die Kokille eingeschleppt.

Diese Diplomarbeit soll dazu beitragen, Auswirkungen der Verteilerfahrweise auf den inneren Reinheitsgrad durch großtechnische Untersuchungen zu quantifizieren, um in weiterer Folge qualitätssteigernde Maßnahmen ableiten zu können. Es sind dazu folgende Arbeiten durchzuführen:

  • Literaturrecherche
  • Großtechnische Versuchsbegleitung
  • Auswertung und Interpretation
    • Aufbereitung und Zusammenführung von Messergebnissen
    • Korrelation qualitativer Aspekte zu Stranggieß-Prozessparameter
    • Quantitative Beurteilung der Auswirkung unterschiedlicher Einflussgrößen auf den Reinheitsgrad
  • Quantitative Erhebung des Verbesserungspotentials
  • Dokumentation und Abschlussbericht
Partner: voestalpine Stahl GmbH Linz
Betreuung:
Ao.Univ.Prof. Christian Bernhard (Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie)