Die Transformation der Herstellrouten in der Stahlindustrie von Hochöfen zu Elektrolichtbogenöfen ermöglicht einen erhöhten Schrotteinsatz und dadurch deutlich verringerte CO2-Emissionen im Herstellprozess. Durch diese Änderung wird zwangsläufig die Menge an unerwünschten Verunreinigungen und Spurenelementen in den Stahlprodukten zunehmen. Kenntnis über die genaue Menge und Art der Elemente ist entscheidend, um deren Einfluss auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften zu bestimmen.

Im Rahmen der vorgestellten Arbeiten wurden Phasenumwandlungen und skalenübergreifende Gefügecharakterisierung, inklusive hochauflösender Methoden wie Atomsondentomographie und in situ hochenergetischer Röntgenbeugung, an Legierungen mit unterschiedlichen Gehalten an Spuren- und Begleitelementen durchgeführt. Darüber hinaus kamen Methoden des maschinellen Lernens zur Gefügeauswertung unterstützend zum Einsatz.

Die Ergebnisse zeigen, dass Verunreinigungselemente nicht nur die Phasenfelder zu längeren Zeiten verschieben, sondern auch die Phasenumwandlungstemperaturen senken.

Darüber hinaus wurde beobachtet, dass Verunreinigungselemente das Wachstum der ehemaligen Austenitkörner hemmen, indem sie sich bei hohen Temperaturen an den Korngrenzen anreichern. Es zeigte sich auch eine Abnahme der Kerbschlagzähigkeit mit zunehmenden Mengen an Sn, Sb und Cu. Mittels Atomsondentomographie konnten nm-große Cu-Cluster entlang der Korngrenzen sowie eine signifikante Anreicherung von Sn und Sb an Korngrenzen nachgewiesen werden.