Diese Arbeit zielt auf eine Verbesserung des oxidischen Reinheitsgrades in einem Einsatzstahl durch eine Reduktion des Aluminiumgehalts. Auf Basis des mikrolegierten Stahls 25MoCr4 wird ein neues Legierungskonzept vorgestellt, bei dem die Feinkornbeständigkeit auch für eine Hochtemperatur-Aufkohlung bei 1050 °C und höher mittels eines angepassten Niobgehalts sichergestellt werden kann. Das hier vorgestellte Legierungskonzept ist eine Weiterentwicklung von früheren Untersuchungen aus dem Jahr 2002, bei denen die Feinkornbeständigkeit gegenüber Hochtemperatur-Aufkohlung für eine aluminiumreduzierte Variante noch nicht ausreichend war. Das neue Konzept verwendet moderne thermodynamische Simulationsmethoden, um den korrekten Niobgehalt zur Substitution von Aluminium und Titan vorherzusagen. Die experimentelle Validierung des Konzepts erfolgte anhand einer Laborschmelze gegenüber einem Referenzwerkstoff und untersucht Reinheitsgrad und Feinkornbeständigkeit bei Hochtemperatur-Aufkohlung für industrienahe Prozessketten der Großgetriebeherstellung
This study aims at the improvement of oxidic cleanliness of carburising steels by reduction of Aluminium. A new alloying concept is presented based on a microalloyed 25MoCr4 using Niobium in order to assure grain size stability at even high carburizing temperatures up to 1050 °C. This work follows up to a study of an Al reduced gear steel composition being investigated in the context of high temperature carburising in 2002 showing non satisfactory high temperature stability. The new concept has been developed by application of advanced thermodynamic model approaches in order to substitute Al and Ti nitrides by Nb carbonitrides. The experimental validation of the concept being developed numerically has been performed by producing a laboratory melt. This special melt has been characterized and compared to a reference grade in terms of cleanliness and fine grain stability under industrial conditions of large gear manufacturing.