Verlauf der Verzunderung und Entkohlung von Eisen‐Kohlenstoff‐Legierungen in kohlendioxidhaltigem Gas

Die gleichzeitige Verzunderung und Entkohlung von Eisen‐Kohlenstoff‐Legierungen in Kohlendioxidhaltigem Gas wurde in einer geschlossenen Apparatur bei konstantem Volumen untersucht. Um sowohl für die Eisenoxidation als auch für die Kohlenstoffoxidation je einen kontinuierlich erfaßbaren Meßwert zu erhalten, wurden die Gewichtsänderung der Probe mit einer magnetischen Schwebewaage und die Druckzunahme im Reaktionsvolumen mit einem Membranmanometer gemessen. Die Versuchstemperaturen lagen bei 1000, 1100 und 1200° C, die Kohlenstoffgehalte der Proben betrugen 0,196%, 0,33%, 0,48% und 0,73%. Bei allen Versuchen nahm die gesamte auf die Probe übertragene Sauerstoffmenge linear mit der Zeit zu, wobei die Zeitkonstante die gleiche war wie bei der Oxidation von Armco‐Eisen. Für die Kohlenstoffoxidation war die Diffusion des Kohlenstoffs im Eisen geschwindigkeitsbestimmend. Hieraus wurde gefolgert, daß der gesamte an die Probe übertragene Sauerstoff an der Oberfläche der Zunderschicht aufgenommen wird, wobei für die Geschwindigkeit dieser Sauerstoffaufnahme die Phasengrenzreaktion bestimmend ist. Ein Teil des so aufgenommenen Sauerstoffs oxidiert den Kohlenstoff, der Rest geht an das Eisen. An der Phasengrenze Wüstit‐Eisen erfolgen die beiden Oxidationsreaktionen bei währendem Gleichgewicht zwischen Wüstit, Eisen, gelöstem Kohlenstoff und Gas. Die Topochemie der gleichzeitigen Oxidation von Eisen und Kohlenstoff an der Phasengrenze Wüstit‐Eisen wird diskutiert.