Valurauta ja valuteräs

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Valurauta ja valuteräs"

Transkriptio

1 Valurauta ja valuteräs Seija Meskanen Teknillinen korkeakoulu Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Valurauta ja valuteräs ovat raudan (Fe), hiilen (C), piin (Si) ja mangaanin (Mn) sekä muiden seosaineiden ja epäpuhtausaineiden muodostamia metalliseoksia. Valuraudoissa on hiiltä yli 2 %. Jos hiiltä on vähemmän kuin 2 %, puhutaan valuraudan sijaan teräksestä. Valuraudoissa käytetään seosaineina edellä lueteltujen lisäksi yleisimmin kromia (Cr), molybdeenia (Mo) ja nikkeliä (Ni). Yleisimmät epäpuhtausaineet sekä valuraudoissa että valuteräksissä ovat rikki (S) ja fosfori (P). Yli 2 % hiilimäärä on enemmän, mitä rauta pystyy missään olosuhteissa liuottamaan. Ylimääräinen hiili voi erkautua eri tavoin muotoutuneiksi grafiittikiteiksi raudan ja muiden seosaineiden muodostamaan mikrorakenteeseen, jota kutsutaan matriisiksi. Se voi myös sulautua matriisiin rautakarbidina eli sementiittinä Fe3C. Karbideita muodostuu raudan lisäksi myös seosaineiden kanssa. Karbidit kasvattavat seoksen lujuutta, mutta vähentävät usein sen sitkeyttä. Valuteräkset ryhmitellään hiilipitoisuuden mukaan siten, että niukkahiiliset teräkset sisältävät alle 0,25 % hiiltä, keskihiiliset 0,25 0,6 % ja runsashiiliset 0,6 2,0 %. Teräkset voidaan jakaa myös seosaineiden määrän perusteella seostamattomiin, niukkaseosteisiin ja runsaasti seostettuihin teräslajeihin. Seostamattomissa teräksissä on hiilen lisäksi vain vähäisiä määriä (alle 5 %) muita seosaineita. Runsaimmin seostetuissa teräksissä raudan osuus voi jäädä alle puoleen. Yleisimmät seosaineet ovat edellä lueteltujen hiilen (C), piin (Si) ja mangaanin (Mn) lisäksi kromi (Cr), molybdeeni (Mo), kupari (Cu) ja vanadiini (V). Raudan ja hiilen seoksen jäähtyessä sulatilasta huoneenlämpötilaan, tapahtuu tietyssä lämpötilassa eutektinen reaktio ja tätä jonkin verran matalammassa lämpötilassa eutektoidinen reaktio. Eutektinen reaktio tapahtuu sulan jähmettyessä siten, että siitä erkautuu kahta tai useampaa kiinteää ainesosaa eli faasia. Eutektoidinen reaktio tapahtuu aineen kiinteässä tilassa siten, että yksi tai useampi kiinteistä faaseista alkaa muodostaa toisen tyyppistä kiinteää faasia. Lämpötilat, joissa reaktiot tapahtuvat, riippuvat seoksen sisältämistä muista alkuaineista. Puhtaan raudan ja puhtaan hiilen muodostamassa järjestelmässä eutektinen reaktio tuottaa sulasta grafiittia (kiteytynyttä hiiltä) ja pintakeskisessä kuutiollisessa muodossa olevaa gammarautaa (γ-fe) eli austeniittia. Grafiittia muodostuu kuitenkin vain siinä tapauksessa, että järjestelmässä on enemmän hiiltä kuin mitä austeniittiin liukenee. Austeniitti liuottaa laskennallisesti 2,03 paino-% hiiltä eutektisessa 1153 C lämpötilassa, mutta enää 0,68 paino-% 738 C lämpötilassa, jolloin tapahtuu eutektoidinen reaktio 1. Eutektoidinen reaktio tuottaa austeniitista tilakeskisessä kuutiollisessa muodossa olevaa alfarautaa (α-fe) eli ferriittiä. Ferriitin lisäksi muodostuu lisää grafiittia, koska ferriitti liuottaa hiiltä huomattavasti vähemmän kuin austeniitti (Kuva 1). Ferriitti liuottaa laskennallisesti maksimissaan 0,02 % hiiltä eutektoidisen reaktion alkaessa. Huoneenlämpötilassa liukoisuus on olematon, laskennallisesti se on 6,45 x %. Hiili ei läheskään aina ennätä erkautua austeniitista grafiittimuodostelmiksi todellisissa valuolosuhteissa. Erkautuminen vaatisi huomattavasti pitemmän jäähtymisajan kuin mihin lämpöä eristävissä hiekkamuoteissakaan on mahdollisuus. Tästä syystä hiili muodostaa karbidirakenteita grafiitin sijasta tai grafiitin ohella. 1 Arvot on laskettu Thermo-Calc ohjelmistolla seoksella, jossa on 97 % rautaa ja 3 % hiiltä. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 1

2 Karbidien muodostuminen joko perliittisenä, martensiittisena tai bainiittisena rakenteena on monissa teräksissä ja valuraudoissa toivottu reaktio, jota edistetään seosaineilla sekä kasvattamalla jäähtymisnopeutta. Lämpökäsittelyillä on mahdollista saavuttaa kontrolloidut jäähtymisolosuhteet, joilla ohjataan valuraudan tai teräksen matriisi haluttuun rakenteeseen. Seosaineita, jotka edistävät karbidien muodostumista sekä eutektisen että eutektoidisen reaktion aikana, ovat kromi (Cr), molybdeeni (Mo), volframi (W) ja vanadiini (V). Seosaineita, jotka edistävät grafiitin muodostumista näissä molemmissa reaktioissa, ovat puolestaan pii (Si) ja alumiini (Al). Seosaineita, jotka edistävät grafiitin muodostumista eutektisen reaktion aikana ja karbidien muodostumista eutektoidisen reaktion aikana, ovat nikkeli (Ni), kupari (Cu) ja tina (Sn). 2 Jäljempänä olevassa kuvassa (Kuva 2) esitetään puhtaan raudan ja puhtaan hiilen tasapainopiirros. Piirroksesta käy ilmi raudan ja hiilen muodostama faasirakenne tasapainotilanteessa hiilipitoisuuden ja lämpötilan funktiona. Tekstin lopussa esitetään lisää tasapainopiirroksia. Liitteenä ovat kuvat puhtaan raudan, puhtaan hiilen ja puhtaan kromin tasapainopiirroksesta (Kuva 6), puhtaan raudan, puhtaan hiilen ja puhtaan nikkelin tasapainopiirroksesta (Kuva 7) sekä puhtaan raudan, puhtaan hiilen ja puhtaan mangaanin tasapainopiirroksesta (Kuva 8). Kaikki piirrokset on laadittu siten, että x-akselilla esitetään hiilipitoisuus välillä 0 10 % ja y-akselilla lämpötila välillä C. Kromin pitoisuus on joko tasan 2 % tai 10 %, nikkelin ja mangaanin pitoisuudet ovat joko tasan 1 % tai 10 %. Näiden lisäksi kuvissa esitetään kaaviot faasien moolijakaumista lämpötilan funktiona. Hiilen pitoisuudeksi on kaikissa kaavioissa asetettu 3,0 %. Tasapainopiirrokset ja kaaviot ovat laskennallisia ja ne on laadittu Thermo-Calc ohjelmistolla. Kuva 1. Puhtaan raudan ja puhtaan hiilen reaktiot tasapainotilanteessa, kun hiiltä on seostettu rautaan yli 2 %. Sulatilassa esiintyy rautaa ja hiiltä. Eutektisen reaktion aikana rauta kiteytyy austeniittina, joka liuottaa maksimissaan 2 % hiiltä 1153 C lämpötilassa. Loppu hiilestä kiteytyy grafiitiksi. Eutektoidisen reaktion aikana austeniitti muuttaa olomuotoaan ferriitiksi, joka liuottaa maksimissaan enää 0,02 % hiiltä 738 C lämpötilassa. Mikäli jäähtymisnopeus on riittävän hidas, ylimääräinen hiili erkautuu ja muodostaa lisää grafiittia. Jos jäähtymisnopeutta kasvatetaan, hiili muodostaa karbidirakenteen ferriitin kanssa. 2 ASM Handbook, Volume 1, Properties and Selection: Irons, Steels, and High Performance Alloys, ASM International, USA, Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 2

3 Kuva 2. Thermo-Calc ohjelmistolla laadittu rauta-hiili tasapainopiirros. Hiilen pitoisuus esitetään x- akselilla ja se vaihtelee välillä 0 10 %. Lämpötila esitetään y-akselilla ja se vaihtelee välillä C. Kuvassa LIQUID = sula, GRAPHITE = kiteytynyt hiili, FCC_A1 = pintakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (face centered cubic, FCC) oleva rauta eli austeniitti, BCC_A2 = tilakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (body centered cubic, BCC) oleva rauta eli ferriitti. Eutektinen lämpötila on laskennallisesti 1153 C. Eutektoidinen lämpötila, jossa austeniitti muuttuu ferriitiksi, on laskennallisesti 738 C. Mikäli lämpötila laskee riittävän hitaasti, hiili erkautuu eutektoidisen lämpötilan alapuolella grafiittina eikä muodosta rautakarbidia. Kuva 3. Puhtaan hiilen ja puhtaan raudan seoksen faasien mooliosuudet lämpötilan funktiona. Seoksessa on 97 % rautaa ja 3 % hiiltä. Faasiosuudet on laskettu Thermo-Calc ohjelmistolla. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 3

4 Valuraudat Valurautojen ominaisuudet riippuvat yhteisesti grafiitin erkautumisen asteesta, erkautuneen grafiitin muodosta ja matriisin rakenteesta. Ellei sulatuksen yhteydessä tehdä mitään erityisiä toimenpiteitä, erkautuva grafiitti muodostaa suomumaisia rakenteita. Käsittelyjen avulla grafiitti voidaan saada muodostumaan pallomaisina rakenteina tai epätäydellisen pallomaisina rakenteina eli tylppägrafiittina. Grafiitin pallomaiset muodot valmistetaan sulatuksen jälkeen tapahtuvalla palloutuskäsittelyllä. Joissain valuraudoissa grafiitti esiintyy liuskamaisina pyöreinä muodostelmina eli temperhiilenä. Tällaiset rakenteet valmistetaan lämpökäsittelemällä valmis valu. Raudan ja hiilen matriisi voidaan valmistaa ferriittiseksi, perliittiseksi, ferriittis-perliittiseksi, austeniittiseksi, austeniittis-ferriittiseksi tai martensiittiseksi riippuen valuraudalle halutuista ominaisuuksista. Matriisin rakenteeseen vaikutetaan valitsemalla seostukseen joko karbidinmuodostusta edistäviä tai ehkäiseviä seosaineita sopivassa suhteessa. Osa matriisirakenteista valmistuu seosaineiden vaikutuksesta suoraan valussa. Osa rakenteista vaatii lämpökäsittelyn joko välttämättömänä vaiheena tai vaiheena, jolla valussa muodostuneen mikrorakenteen ominaisuuksia parannellaan. Pääainesosien lisäksi valuraudoissa on aina epäpuhtausaineina fosforia (P) ja rikkiä (S). Näiden pitoisuus vaihtelee raaka-aineina käytetyn rautaharkon ja valurautaromun laadun mukaisesti. Rikki vaikuttaa erityisen haitallisesti, koska sillä on taipumus muodostaa raudan kanssa yhdiste FeS, joka siirtyy jähmettymisen yhteydessä matriisin raerajoille heikentämään rakennetta. Haitta on mahdollista ehkäistä lisäämällä valurautaan mangaania, joka muodostaa matriisin rakeiden sisälle jakautuvan yhdisteen MnS. MnS muodostuu helpommin kuin FeS. Mangaania tarvitaan seosaineena myös matriisin rakenteen muokkaamiseen siten, että ferriittiselle matriisille valitaan matala mangaanipitoisuus, alkaen 0,1 % pitoisuudesta, ja perliittiselle matriisille korkea, päättyen 1,2 % pitoisuuteen. Mangaani edistää perliitin muodostumista. Koska osa mangaanista kuluu rikin kanssa muodostuvaan yhdisteeseen, mangaanipitoisuus valitaan esimerkiksi seuraavan kaavan perusteella: % Mn =1.7(% S) Piin ja hiilen määrät valitaan grafiitin muodon, halutun matriisin sekä kappaleen koon ja muodon perusteella. Tyypilliset arvot eri grafiittimuodoille on esitetty seuraavassa taulukossa (Taulukko 1). Hiilen ja piin määrien yhteisvaikutus huomioidaan usein hiiliekvivalentin (CE) muodossa, joka voidaan laskea esimerkiksi seuraavan kaavan perusteella. CE = % C + 0.3(% Si) (% P) (% Mn) + 0.4(% S) 2 3 ASM Handbook, Volume 1, Properties and Selection: Irons, Steels, and High Performance Alloys, ASM International, USA, Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 4

5 Taulukko 1. Tyypillinen hiilen (C), piin (Si), mangaanin (Mn), fosforin (P) ja rikin (S) pitoisuus eri grafiittimuotoja edustaville valuraudoille 2. Grafiittirakenne Analyysi, % C Si Mn P S Suomugrafiitti 2,5 4,0 1,0 3,0 0,2 1,0 0,002 1,0 0,02 0,25 Tylppägrafiitti 2,5 4,0 1,0 3,0 0,2 1,0 0,01 0,1 0,01 0,03 Pallografiitti 3,0 4,0 1,8 2,8 0,1 1,0 0,01 0,1 0,01 0,03 Grafiititon 1,8 3,6 0,5 1,9 0,25 0,8 0,06 0,2 0,06 0,2 Temperhiili 2,2 2,9 0,9 1,9 0,15 1,2 0,02 0,2 0,02 0,2 Valuraudat voidaan jakaa ryhmiin eri tavoin. Alla on lueteltu jako 1) seostuksen, 2) grafiitin muodon sekä 3) grafiitin muodon ja matriisin rakenteen perusteella. Viimeisenä mainittu jaottelu on yksityiskohtaisin ja myös selkein. Jos valuraudasta nimetään sekä grafiitin muoto että matriisin rakenne, sen ominaisuudet käyvät ilmi paljon suuremmalla tarkkuudella kuin nimettäessä rauta pelkästään pallo- tai suomugrafiittivaluraudaksi. 1. Seosaineiden perusteella seostamattomiin valurautoihin (SFS-EN 1561, SFS-EN 1562, SFS-EN 1563, SFS-EN 1564, SFS-EN 16079) 4 niukkaseosteisiin valurautoihin (SFS-EN 12513, SFS-EN 16124) 5 runsaasti seostettuihin valurautoihin (SFS-EN 12513, SFS-EN 13835) 6 2. Grafiitin muodon perusteella suomugrafiittivalurautoihin (SFS-EN 1561, SFS-EN 13835) tylppägrafiittivalurautoihin (SFS-EN 16079) adusoituihin eli tempervalurautoihin (SFS-EN 1562) pallografiittivalurautoihin (SFS-EN 1563, SFS-EN 1564, SFS-EN 13835, SFS-EN 16124) valkoisiin eli grafiitittomiin valurautoihin (SFS-EN 12513) 3. Grafiitin ja matriisin muodon perusteella Suomugrafiittivalurauta jaetaan (tavanomaisiin) suomugrafiittivalurautoihin, joiden matriisi on perliittinen tai perliittisferriittinen (SFS-EN 1561) kaikki lajit, perliitin ja ferriitin osuudet riippuvat esimerkiksi valun jäähtymisnopeudesta austeniittisiin suomugrafiittivalurautoihin (SFS-EN 13835) EN-GJLA-XNiCuCr EN-GJLA-XNiMn SFS-EN Valut. Suomugrafiittivalurauta. SFS-EN Valut. Adusoidut valuraudat. SFS-EN Valut. Pallografiittivalurauta. SFS-EN Valut. Austemperoitu pallografiittivalurauta. SFS-EN Valut. Tylppägrafiittivaluraudat. 5 SFS-EN Valut. Kulumiskestävät valuraudat. SFS-EN Valut. Niukkaseosteiset kuumalujat ferriittiset pallografiittivaluraudat. 6 SFS-EN Valut. Kulumiskestävät valuraudat. SFS-EN 13835:en - Founding. Austenitic cast irons. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 5

6 Pallografiittivalurauta jaetaan ferriittisiin pallografiittivalurautoihin (SFS-EN 1563, SFS-EN 16124) EN-GJS EN-GJS EN-GJS EN-GJS EN-GJS EN-GJS EN-GJS-SiMo25-5 EN-GJS-SiMo30-7 EN-GJS-SiMo35-5 EN-GJS-SiMo40-6 EN-GJS-SiMo40-10 EN-GJS-SiMo45-6 EN-GJS-SiMo45-10 EN-GJS-SiMo50-6 EN-GJS-SiMo50-10 ferriittis-perliittisiin (ja perliittis-ferriittisiin) pallografiittivalurautoihin (SFS-EN 1563) EN-GJS EN-GJS EN-GJS perliittisiin pallografiittivalurautoihin (SFS-EN 1563) EN-GJS EN-GJS EN-GJS martensiittisiin pallografiittivalurautoihin (SFS-EN 1563) EN-GJS EN-GJS bainiittisiin pallografiittivalurautoihin (SFS-EN 1563) EN-GJS austeniittisiin pallografiittivalurautoihin (SFS-EN 13835) EN-GJSA-XNi22 EN-GJSA-XNi35 EN-GJSA-XNiCr20-2 EN-GJSA-XNiCr30-3 EN-GJSA-XNiCr35-3 EN-GJSA-XNiCrNb20-2 EN-GJSA-XNiSiCr EN-GJSA-XNiSiCr EN-GJSA-XNiMn13-7 EN-GJSA-XNiMn Matriisi on pääosin ferriittinen 8 Suurikokoiset valut, muuten martensiittinen tai bainiittinen. 9 Martensiittinen matriisi valmistetaan lämpökäsittelyn avulla 10 Bainiittinen matriisi valmistetaan lämpökäsittelyn avulla Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 6

7 austeniittis-ferriittisiin pallografiittivalurautoihin (SFS-EN 1564) EN-GJS EN-GJS EN-GJS EN-GJS EN-GJS Tylppägrafiittivalurauta jaetaan (pääosin) ferriittisiin tylppägrafiittivalurautoihin (SFS-EN 16079) EN-GJV-300 ferriittis-perliittisiin tylppägrafiittivalurautoihin (SFS-EN 16079) EN-GJV-350 EN-GJV-400 perliittisiin tai pääosin perliittisiin tylppägrafiittivalurautoihin (SFS-EN 16079) EN-GJV-450 EN-GJV-500 Adusoitu valurauta jaetaan hiiltä sitovassa atmosfäärissä lämpökäsittelemällä valmistettuihin valkoydintemperrautoihin, joiden matriisin rakenne riippuu tarkastelukohdan sijainnista valuraudan seinämän sisällä (SFS-EN 1562) EN-GJMW EN-GJMW EN-GJMW EN-GJMW EN-GJMW normaalissa, mutta kontrolloidussa atmosfäärissä lämpökäsittelemällä valmistettuihin mustaydintemperrautoihin, joiden matriisi voi lämpökäsittelystä riippuen olla esimerkiksi ferriittinen tai perliittinen (SFS-EN 1562) EN-GJMB EN-GJMB EN-GJMB EN-GJMB EN-GJMB EN-GJMB Valkoinen valurauta jaetaan perliittisiin valkoisiin valurautoihin kulumiskestävissä, seostamattomissa ja niukasti seostetuissa valurautalajeissa (SFS-EN 12513) EN-GJN-HB340 EN-GJN-HB400 martensiittisiin valkoisiin valurautoihin kulumiskestävissä, nikkelillä ja kromilla seostetuissa valurautalajeissa (SFS-EN 12513) EN-GJN-HB480 EN-GJN-HB500 EN-GJN-HB510 EN-GJN-HB555 EN-GJN-HB630 Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 7

8 austeniittisiin valkoisiin valurautoihin runsaasti kromilla seostetuissa valurautalajeissa (SFS-EN 12513) EN-GJN-HB555(XCr11) EN-GJN-HB555(XCr14) EN-GJN-HB555(XCr18) EN-GJN-HB555(XCr23) Valurautastandardeissa on määrätty koostumus vain seostetuille valuraudoille. Muiden valurautojen laji määräytyy grafiitin muodon, matriisin rakenteen sekä lujuus- tai kovuusluokan perusteella ja yleensä valimo saa päättää koostumuksen. Mekaanisten ominaisuuksien rajat on ilmoitettu valurautastandardeissa. Suomugrafiittivalurauta SFS-EN Suomumaisia grafiittikiteitä kokonaan tai osin perliittisessä matriisissa. Loput matriisista on rakenteeltaan ferriittiä. Grafiitin muodon ansiosta suomugrafiittivaluraudalla on hyvä värähdystenvaimennuskyky, mutta muihin valurautoihin verrattuna huonot lujuusominaisuudet. Kimmokerroin on pieni. Suomugrafiittivaluraudalla on kuivanakin hyvät liukuominaisuudet ja grafiitti edistää voiteluaineen toimintaa liukupinnoissa. Seostamaton valurauta turpoaa korkeissa lämpötiloissa. Kuva 4. Vasemmalla: Mikroskooppikuva suomugrafiittivaluraudan mikrorakenteesta. Suomaisia grafiittikiteitä pääosin perliittisessä matriisissa. Oikealla: Mikroskooppikuva perliitin rakenteesta. 100 x suurennos. Suomugrafiittivalurauta voidaan valmistaa erilaisilla hiilen ja piin seosmäärillä valun koosta ja käyttökohteesta riippuen. Seossuhteella pyritään vaikuttamaan kiteytymiseen siten, että valuun saadaan toivottu mikrorakenne suhteessa suurikokoisen ja paksuseinämäisen valun pieneen jähmettymisnopeuteen tai pienikokoisen ja ohutseinämäisen valun suureen jähmettymisnopeuteen. Jos samassa valussa esiintyy sekä ohuita että paksuja seinämiä, siitä on hankala saada tasalaatuinen. Austeniittiset suomugrafiittivalurautalajit standardissa SFS-EN 13835:en 12 Matriisin rakenne muutetaan nikkelin (Ni), mangaanin (Mn) ja kuparin (Cu) avulla austeniittiseksi, jolloin suomugrafiitille tyypilliset mekaaniset ominaisuudet parantuvat. Austeniittisia suomugrafiittivalurautalajeja käytetään korroosionkestävyyttä vaativissa olosuhteissa. Austeniittiset lajit 11 SFS-EN Valut. Suomugrafiittivalurauta. 12 SFS-EN 13835:en - Founding. Austenitic cast irons. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 8

9 kestävät korkeita lämpötiloja eivätkä ne ole magneettisia mikäli kromipitoisuutta ei kasvateta liikaa. Nikkeliä seostetaan runsaasti, yli 12 % (Taulukko 2). Taulukko 2. Standardin SFS-EN sisältämien suomugrafiittivalurautalajien analyysi. Materiaali Analyysi, % C Si Mn Ni Cr P Cu EN-GJLA-XNiCuCr max. 3,0 1,0-2,8 0,5-1,5 13,5-17,5 1,0-3,5 max. 0,25 5,5-7,5 EN-GJLA-XNiMn13-7 max. 3,0 1,5-3,0 6,0-7,0 12,0-14,0 max. 0,2 max. 0,25 max. 0,5 Kuva x suurennos austeniittisesta matriisista teräksessä. Austeniitti on eräs puhtaan raudan olomuodoista. Rauta esiintyy siinä pintakeskisessä kuutiollisessa muodossa. Pallografiittivalurauta SFS-EN Pallomaisia grafiittikiteitä tavallisesti ferriittisessä, ferriittis-perliittisessä, perliittis-ferriittisessä tai perliittisessä matriisissa. Joidenkin lajien matriisi voi olla myös martensiittinen tai bainiittinen. Grafiitin muoto saadaan aikaan palloutusaineilla. Ferriittinen matriisi pienentää lujuutta, mutta kasvattaa sitkeyttä. Perliitin määrän lisääntyessä matriisin lujuus kasvaa. Martensiittinen matriisi tuottaa lujan rakenteen, jonka venymä on pieni. Pallografiittivalurauta ei turpoa kuten suomugrafiittivalurauta. Se on yleismateriaali, jolla on hyvät mekaaniset ominaisuudet ja laajat sovellusmahdollisuudet. Seostamalla saadaan valmistettua korroosionkestäviä, kuumalujia, sitkeitä ja painetiiviitä rakenteita. Lämpökäsittely parantaa lujuutta. Austeniittiset pallografiittivalurautalajit standardissa SFS-EN 13835:en 14 Pallomaisia grafiittikiteitä austeniittisessa matriisissa. Austeniittinen matriisi tuotetaan seostamalla rautaan nikkeliä (Ni), mangaania (Mn) ja kuparia (Cu). Austeniittisissa pallografiittivaluraudoissa on korroosionkestäviä, kuumalujia, painelaitteisiin sopivia ja kylmäsitkeitä lajeja sekä lajeja, joiden lämpöpiteneminen on hyvin vähäistä. Standardin SFS-EN sisältämät lajit on lueteltu jäljempänä taulukossa (Taulukko 3). 13 SFS-EN Valut. Pallografiittivalurauta. 14 SFS-EN 13835:en - Founding. Austenitic cast irons. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 9

10 Kuva 6. Vasemmalla: Martensiittia 50 x suurennoksena. Martensiitti on hiilen, raudan ja muiden seosaineiden muodostama rakenne, jossa hiili on sitoutunut kokonaan tai lähes kokonaan karbideiksi. Karbidien koostumus riippuu seosaineista. Ne voivat olla esimerkiksi rautakarbideja Fe3C tai raudan ja kromin karbideja (Cr,Fe)7C3. Oikealla: Bainiittia 50 x suurennoksena. Bainiitti on hiilen, raudan ja muiden seosaineiden muodostama rakenne, jossa on vuorottelevia ferriitti- ja sementiittialueita neulasmaisina muodostelmina. Bainiittia on kahta tyyppiä ylä- ja alabainiittia. Taulukko 3. Standardin SFS-EN sisältämien pallografiittivalurautalajien analyysi ja kuvaus ominaisuuksista. Analyysi, % Materiaali Ominaisuudet C Si Mn Ni Cr P Cu EN-GJSA-XNiCr20-2 max. 3,0 1,5-3,0 0,5-1,5 18,0-22,0 1,0-3,5 max. 0,08 max. 0,50 Hyvät perusominaisuudet eli hyvä korroosion ja korkeiden lämpötilojen kesto. EN-GJSA-XNiMn23-4 max. 2,6 1,5-2,5 4,0-4,5 22,0-24,0 max. 0,2 max. 0,08 max. 0,50 Erittäin sitkeä. Sitkeys säilyy -196 C lämpötilaan saakka. EN-GJSA-XNiCrNb20-2 max. 3,0 1,5-2,4 0,5-1,5 18,0-22,0 1,0-3,5 max. 0,08 max. 0,50 EN-GJSA-XNi22 max. 3,0 1,0-3,0 1,5-2,5 21,0-24,0 max. 0,5 max. 0,08 max. 0,50 EN-GJSA-XNi35 max. 2,4 1,5-3,0 0,5-1,5 34,0-36,0 max. 0,2 max. 0,08 max. 0,50 EN-GJSA-XNiSiCr max. 2,0 4,0-6,0 0,5-1,5 34,0-36,0 1,5-2,5 max. 0,08 max. 0,50 Hyvät perusominaisuudet eli hyvä korroosion ja korkeiden lämpötilojen kesto. Hyvin hitsattavaa. Välttävät perusominaisuudet. Hyvä sitkeys, joka säilyy -100 C lämpötilaan saakka. Kaikista valuraudoista pienin lämpöpitenemiskerroin. Hyvä kestävyys lämpöshokeille. Kestää erittäin hyvin korkeita lämpötiloja. Sitkeä ja virumisenkestävä materiaali. EN-GJSA-XNiMn13-7 max. 3,0 2,0-3,0 6,0-7,0 12,0-14,0 max. 0,2 max. 0,08 max. 0,5 Perusmateriaali. EN-GJSA-XNiCr30-3 max. 2,6 1,5-3,0 0,5-1,5 28,0-32,0 2,5-3,5 max. 0,08 max. 0,5 EN-GJSA-XNiSiCr max. 2,6 5,0-6,0 0,5-1,5 28,0-32,0 4,5-5,5 max. 0,08 max. 0,5 EN-GJSA-XNiCr35-3 max. 2,4 1,5-3,0 0,5-1,5 34,0-36,0 2,0-3,0 max. 0,08 max. 0,5 Hieman paremmat perusominaisuudet. Matalahko lämpöpitenemiskerroin. Lämpötilankesto paranee Moseostuksella. Kestää erittäin hyvin korroosiota ja korkeita lämpötiloja. Matalahko lämpöpitenemiskerroin. Vastaavat ominaisuudet kuin EN-GJSA- XNi35, mutta korkeiden lämpötilojen kesto on parannettavissa Moseostuksella. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 10

11 Kuumalujat ferriittiset pallografiittivalurautalajit standardissa SFS-EN Standardi sisältää runsaalla piillä ja molybdeenilla seostettuja kuumalujia pallografiittivalurautalajeja. Matriisin tulee olla yli 85 % osuudella ferriittinen ja karbideja saa olla maksimissaan 5 %. Piiseostus nostaa yli 100 celsiusasteella lämpötilarajaa, jossa ferriitti muuttuu austeniitiksi. Kun piitä seostetaan tavanomaiseen pallografiittivaluraudan koostumukseen 4 %, ferriitti muuttuu austeniitiksi noin 815 C lämpötilassa. Kun seostus on 5 %, lämpötilaraja on jo noin 870 C. Molybdeeniseostuksen vaikutuksesta muodostuu rakennetta lujittavia karbideja, jotka pysyvät stabiileina korkeissakin lämpötiloissa. Austemperoitu pallografiittivalurauta SFS-EN Pallomaisia grafiittikiteitä austeniittis-ferriittisessä matriisissa. Matriisi tuotetaan lämpökäsittelemällä. Materiaalilla on erittäin hyvät, jopa teräksen veroiset mekaaniset ominaisuudet. Lujimman lajin murtolujuus on parhaimmillaan luokkaa 1400 MPa. Tylppägrafiittivalurauta SFS-EN Grafiittirakenne on kontrolloidusti epätäydellisesti palloutunutta grafiittia. Tylppägrafiittivaluraudalla on paremmat mekaaniset ominaisuudet kuin suomugrafiittivaluraudalla. Kestää hyvin lämpöshokkeja. Valkoinen eli grafiititon valurauta SFS-EN Valkoinen valurauta on valurautalaji, jossa hiili on sitoutunut kokonaan karbideiksi. Grafiittia ei esiinny ollenkaan. Kovaa ja haurasta, mutta kestää hyvin kulutusta. Adusoitu valurauta valmistetaan valkoisesta valuraudasta lämpökäsittelemällä. Standardi SFS-EN sisältää seostamattomia, nikkelillä ja kromilla seostettuja ja Kulumiskestävät valuraudat ovat kromilla (Cr) ja nikkelillä (Ni) tai runsaasti kromilla seostettuja valkoisia valurautoja. Taulukko 4. Standardin SFS-EN sisältämien, nikkelillä ja kromilla seostettujen kulumiskestävien valurautojen analyysi. Materiaali Analyysi, % C Si Mn P max. S max. Ni Cr EN-GJN-HB480 2,5-3,0 max. 0,8 max. 0,8 0,1 0,1 3,0-5,5 1,5-3,0 EN-GJN-HB500 2,4-2,8 1,5-2,2 0,2-0,8 0,06 0,06 4,0-5,5 8,0-10,0 EN-GJN-HB510 3,0-3,6 max. 0,8 max. 0,8 0,1 0,1 3,0-5,5 1,5-3,0 EN-GJN-HB555 2,5-3,5 1,5-2,5 0,3-0,8 0,08 0,08 4,5-6,5 8,0-10,0 EN-GJN-HB630 3,2-3,6 1,5-2,2 0,2-0,8 0,06 0,06 4,0-5,5 8,0-10,0 15 SFS-EN Valut. Niukkaseosteiset kuumalujat ferriittiset pallografiittivaluraudat. 16 SFS-EN Valut. Austemperoitu pallografiittivalurauta. 17 SFS-EN Valut. Tylppägrafiittivaluraudat. 18 SFS-EN Valut. Kulumiskestävät valuraudat. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 11

12 Taulukko 5. Standardin SFS-EN sisältämien, runsaasti kromilla seostettujen kulumiskestävien valurautojen analyysi. Materiaali Analyysi, % C Si max. Mn P max. S max. Cr Ni max. Mo max. Cu max. EN-GJN-HB555(XCr11) 1,8-3,6 1 0,5-1,5 0,08 0,08 11,0-14, ,2 EN-GJN-HB555(XCr14) 1,8-3,6 1 0,5-1,5 0,08 0,08 14,0-18, ,2 EN-GJN-HB555(XCr18) 1,8-3,6 1 0,5-1,5 0,08 0,08 18,0-23, ,2 EN-GJN-HB555(XCr23) 1,8-3,6 1 0,5-1,5 0,08 0,08 23,0-30, ,2 Adusoitu valurauta SFS-EN Temperrauta. Valmistetaan valkoisesta valuraudasta lämpökäsittelemällä. Lämpökäsittely saa karbideiksi kiteytyneen hiilen muodostamaan liuskamaisia, pyöreitä grafiitti muodostelmia, joita kutsutaan temperhiileksi. Adusoitua valurautaa on kahta tyyppiä: mustaydinrautaa ja valkoydinrautaa. Vastaa ominaisuuksiltaan pallografiittivalurautaa. Valkoydinrauta valmistetaan lämpökäsittelemällä valkoinen valurauta hiiltä sitovassa atmosfäärissä. Materiaalin pintakerroksesta muodostuu sitkeä ja vähähiilinen. Pintakerros on pääosin ferriittiä. Sisäosat ovat pääosin perliittiä ja niissä on runsaasti grafiittia temperhiilen muodossa. Näiden välillä on kerros, jonka rakenne ferriittiä, perliittiä ja temperhiiltä. Mustaydinrauta valmistetaan lämpökäsittelemällä valkoinen valurauta tavanomaisessa atmosfäärissä siten, että muodostuu temperhiiltä joko ferriittisessä tai perliittisessä matriisissa. Kuva 7. Vasemmalla: Adusoitu valkoydinrauta 100 x suurennoksena. Valkoydinraudan matriisin koostumus vaihtelee siten, että materiaalin pintakerros on vähähiilinen koostuen pääosin ferriitistä. Sisäosissa on liuskamaisiksi pyöreiksi muodostelmiksi kiteytynyttä grafiittia ferriittis-perliittisessä tai lähes kokonaan perliittisessä matriisissa. Kuvassa olevat vaaleat alueet ovat ferriittiä ja tummat perliittiä. Kuva: Eisenbeisser, GFDL 1.2, Oikealla: Adusoidusta mustaydinraudasta valmistettu valukappale. Tekijä: Andreas Mühlhausen (Oma teos) CC BY-SA 2.5], lähde: Wikimedia Commons 19 SFS-EN Valut. Adusoidut valuraudat. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 12

13 Valuteräkset Hiilipitoisuus vaikuttaa teräksen mikrorakenteeseen yhdessä seosaineiden ja lämpökäsittelyjen kanssa. Hitaasti jäähtyneissä niukkaseosteisissa, niukka- tai keskihiilisissä teräksissä hiili esiintyy puhtaina perliittimuodostelmina ferriittikiteiden sisällä. Runsashiilisissä teräksissä alkaa perliittikiteiden raerajoille erkautua sementiittikiteitä. Niukkaseosteisilla teräksillä ei tasapainotilanteessa (hidas jäähtyminen) esiinny austeniittia (Kuva 5), mutta runsas nikkeliseostus stabiloi austeniittisen mikrorakenteen myös huoneenlämpötilassa. Kuva 8. Ferriittis-perliittinen rakenne teräksessä. Mikroskooppikuvat 50 x suurennoksina. Tummat alueet ovat perliittiä ja vaaleat ferriittiä. Ferriitti on eräs puhtaan raudan olomuodoista. Se liuottaa maksimissaan vain noin 0,02 paino- % hiiltä noin 730 C lämpötilassa. Huoneenlämpötilassa hiilen liukoisuus on olematon. Perliitti on raudan ja hiilen muodostama mikrorakenne, joka sisältää vuorotteleviksi lamelleiksi kiteytynyttä ferriittiä ja raudan ja hiilen yhdistettä, rautakarbidia eli sementiittiä (Fe3C). Nopealla jäähtymisellä ja sopivalla seostuksella on mahdollista valmistaa martensiittinen tai bainiittinen mikrorakenne (Kuva 6). Molemmat ovat tavallista ferriittis-perliittistä mikrorakennetta kovempia ja lujempia. Tavallisimmin valettavat teräkset ovat yleiset rakenne- ja nuorrutusteräksiä. Seosaineet ja lämpökäsittelyt vaikuttavat voimakkaasti kappaleiden työstettävyyteen. Teräksiin voidaan muodostaa seosaineilla runsas kirjo erilaisia ominaisuuksia. Valuteräkset jaotellaan käyttötarkoitusten ja näiden ominaisuuksien mukaan seuraavasti: Painelaiteteräkset standardissa SFS-EN Esimerkiksi kylmäsitkeitä tai kuumalujia teräslajeja. Kylmäsitkeät valuteräkset ovat yleensä niukkatai erittäin niukkahiilisiä sekä niukka- tai runsasseosteisia. Pääasiallinen seosaine on mangaani. Iskusitkeys varmennetaan alennetuissa lämpötiloissa. Kuumalujat valuteräkset ovat niukkahiilisiä ja niukka- tai runsasseosteisia. Niukkaseosteisissa lajeissa käytetään seosaineina kromia, mangaania, vanadiinia ja molybdeenia. Virumisominaisuudet on varmennettava kuumavetokokeella. 20 SFS-EN Painelaiteteräkset. Valuteräkset. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 13

14 Korroosionkestävät valuteräkset standardissa SFS-EN Korroosionkestävät valuteräkset ovat aina runsasseosteisia. Kromipitoisuus on yli 11,5 %. Usein myös runsas nikkeliseostus sekä molybdeenia lisäämässä pelkistävien olosuhteiden kestoa. Valetut yleiset rakenneteräkset standardissa SFS-EN Yleensä niukkahiilisiä ja niukkaseosteisia. Yleisimmät seosaineet ovat mangaani, kromi, molybdeeni ja nikkeli. Käytetään edullisimpana ratkaisuna silloin, kun käyttöympäristö ei aiheuta suuria mekaanisia tai kemiallisia rasituksia, runsaimmin seostettuja voidaan käyttää myös lievästi korrodoivissa olosuhteissa. Tulenkestävät valuteräkset standardissa SFS-EN Ovat aina runsasseosteisia. Suuret kromi- ja nikkelipitoisuudet ja pii max. 2,5 %. Hyvät hapettumiskesto ja virumislujuus korotetuissa lämpötiloissa, mahdolliset käyttölämpötilat jopa 1200 C. Kulumiskestävät austeniittiset mangaanivaluteräkset standardissa SFS-EN Pääasiallinen seosaine on mangaani. Pitoisuus vaihtelee välillä 6 19 %, tavanomaisin määrä on %. Muina seosaineina käytetään molybdeenia, nikkeliä ja kromia. Muut luokat Lujien hitsattavien valuterästen epäpuhtauspitoisuudet ovat paljon ns. jaloterästen raja-arvoja pienempiä. Nuorrutettavat valuteräkset ovat yleensä keskihiilisiä ja niukkaseosteisia. Nuorrutus on kuitenkin yleinen lämpökäsittely kaikissa teräsryhmissä. 21 SFS-EN Korroosionkestävät valuteräkset. 22 SFS-EN Yleiset valuteräkset. 23 SFS-EN Tulenkestävät valuteräkset. 24 SFS-EN Valuteräkset. Austeniittiset mangaanivaluteräkset. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 14

15 Liite: Tasapainopiirrokset ja moolijakaumat Kuva 9. Fe-95%, C-3%, Cr-2%. Thermo-Calc ohjelmistolla laadittu rauta-kromi-hiili tasapainopiirros ja sen alla faasien mooliosuudet lämpötilan funktiona seokselle Fe-95%, C-3%, Cr-2%. Hiilen pitoisuus esitetään tasapainopiirroksen x-akselilla ja se vaihtelee välillä 0 10 %. Molemmissa kaavioissa esitetään tasapainotila. Kuvassa LIQUID = sula, GRAPHITE = kiteytynyt hiili, CEMENTITE = rautakarbidi Fe3C, M7C3 = kromin ja raudan karbidi (Cr,Fe)7C3, M3C2 = kromikarbidi Cr3C2, FCC_A1 = pintakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (face centered cubic, FCC) oleva rauta eli austeniitti, BCC_A2 = tilakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (body centered cubic, BCC) oleva rauta eli ferriitti. Kromi saa raudan muodostamaan hiilen kanssa sementiittiä korkeissa lämpötiloissa. Matalammissa lämpötiloissa esiintyy kromin ja raudan karbideja. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 15

16 Kuva 10. Fe-87%, C-3%, Cr-10%. Thermo-Calc ohjelmistolla laadittu rauta-kromi-hiili tasapainopiirros ja sen alla faasien mooliosuudet lämpötilan funktiona seokselle Fe-95%, C-3%, Cr-10%. Hiilen pitoisuus esitetään tasapainopiirroksen x-akselilla ja se vaihtelee välillä 0 10 %. Molemmissa kaavioissa esitetään tasapainotila. Kuvassa LIQUID = sula, GRAPHITE = kiteytynyt hiili, CEMENTITE = rautakarbidi Fe3C, M7C3 = kromin ja raudan karbidi (Cr,Fe)7C3, M3C2 = kromikarbidi Cr3C2, M23C6 = kromin ja raudan karbidi (Cr,Fe)20(Cr,Fe)3C6, FCC_A1 = pintakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (face centered cubic, FCC) oleva rauta eli austeniitti, BCC_A2 = tilakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (body centered cubic, BCC) oleva rauta eli ferriitti. Kromi saa raudan muodostamaan hiilen kanssa sementiittiä korkeissa lämpötiloissa. Matalammissa lämpötiloissa esiintyy runsaasti kromin ja raudan karbideja. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 16

17 Kuva 11. Fe-96%, C-3%, Ni-1%. Thermo-Calc ohjelmistolla laadittu rauta-nikkeli-hiili tasapainopiirros ja sen alla faasien mooliosuudet lämpötilan funktiona seokselle Fe-96%, C-3%, Ni-1%. Hiilen pitoisuus esitetään tasapainopiirroksessa x-akselilla ja se vaihtelee välillä 0 10 %. Molemmissa kaavioissa esitetään tasapainotila. Kuvassa LIQUID = sula, GRAPHITE = kiteytynyt hiili, FCC_A1 = pintakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (face centered cubic, FCC) oleva rauta eli austeniitti, BCC_A2 = tilakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (body centered cubic, BCC) oleva rauta eli ferriitti. Nikkeli stabiloi austeniittia. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 17

18 Kuva 12. Fe-87%, C-3%, Ni-10%. Thermo-Calc ohjelmistolla laadittu rauta-nikkeli-hiili tasapainopiirros ja sen alla faasien mooliosuudet lämpötilan funktiona seokselle Fe-86%, C-3%, Ni-10%. Hiilen pitoisuus esitetään tasapainopiirroksen x-akselilla ja se vaihtelee välillä 0 10 %. Molemmissa kaavioissa esitetään tasapainotila. Kuvassa LIQUID = sula, GRAPHITE = kiteytynyt hiili, FCC_A1 = pintakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (face centered cubic, FCC) oleva rauta eli austeniitti, BCC_A2 = tilakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (body centered cubic, BCC) oleva rauta eli ferriitti. Nikkeli stabiloi austeniittia. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 18

19 Kuva 13. Fe-96%, C-3%, Mn-1%. Thermo-Calc ohjelmistolla laadittu rauta-nikkeli-hiili tasapainopiirros ja sen alla faasien mooliosuudet lämpötilan funktiona seokselle Fe-96%, C-3%, Mn-1%. Hiilen pitoisuus esitetään tasapainopiirroksen x-akselilla ja se vaihtelee välillä 0 10 %. Molemmissa kaavioissa esitetään tasapainotila. Kuvassa LIQUID = sula, GRAPHITE = kiteytynyt hiili, CEMENTITE = rautakarbidi Fe3C, M7C3 = mangaanin ja raudan karbidi (Fe,Mn)7C3, M5C2 = mangaanin ja raudan karbidi (Fe,Mn)5C2, FCC_A1 = pintakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (face centered cubic, FCC) oleva rauta eli austeniitti, BCC_A2 = tilakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (body centered cubic, BCC) oleva rauta eli ferriitti. Mangaani saa raudan muodostamaan hiilen kanssa sementiittiä korkeissa lämpötiloissa. Matalammissa lämpötiloissa esiintyy vähäisiä määriä mangaanin ja raudan karbideja. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 19

20 Kuva 14. Fe-87%, C-3%, Mn-10%. Thermo-Calc ohjelmistolla laadittu rauta-nikkeli-hiili tasapainopiirros ja sen alla faasien mooliosuudet lämpötilan funktiona seokselle Fe-87%, C-3%, Mn-10%. Hiilen pitoisuus esitetään tasapainopiirroksen x-akselilla ja se vaihtelee välillä 0 10 %. Molemmissa kaavioissa esitetään tasapainotila. Kuvassa LIQUID = sula, GRAPHITE = kiteytynyt hiili, CEMENTITE = rautakarbidi Fe3C, M7C3 = mangaanin ja raudan karbidi (Fe,Mn)7C3, M5C2 = mangaanin ja raudan karbidi (Fe,Mn)5C2, M23C6 = mangaanin ja raudan karbidi (Fe,Mn)20(Fe,Mn)3C6, FCC_A1 = pintakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (face centered cubic, FCC) oleva rauta eli austeniitti, BCC_A2 = tilakeskisessä kuutiollisessa kidemuodossa (body centered cubic, BCC) oleva rauta eli ferriitti. Mangaani saa raudan muodostamaan hiilen kanssa sementiittiä korkeissa lämpötiloissa. Matalammissa lämpötiloissa esiintyy runsaasti erilaisia mangaanin ja raudan karbideja. Muokattu (Tuula Höök) Valurauta ja valuteräs - 20

Metallurgian perusteita

Metallurgian perusteita Metallurgian perusteita Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu Pentti Toivonen, Teknillinen korkeakoulu Korkean laadun saavuttaminen edellyttää sekä rauta että teräsvalujen tuotannossa tiukkaa prosessikuria

Lisätiedot

RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET

RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET 1 RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET 3.11.2013 Seuraavasta aineistosta kiitän Timo Kauppia Kemi-Tornio Ammattikorkeakoulu 2 RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET Ruostumattomat teräkset ovat standardin SFS EN 10022-1 mukaan seostettuja

Lisätiedot

Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt

Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt Yksinkertaiset lämpökäsittelyt Pehmeäksihehkutus Nostetaan lämpötilaa Diffuusio voi tapahtua Dislokaatiot palautuvat Materiaali pehmenee Rekristallisaatio Ei ylitetä faasirajoja

Lisätiedot

Dislokaatiot - pikauusinta

Dislokaatiot - pikauusinta Dislokaatiot - pikauusinta Ilman dislokaatioita Kiteen teoreettinen lujuus ~ E/8 Dislokaatiot mahdollistavat deformaation Kaikkien atomisidosten ei tarvitse murtua kerralla Dislokaatio etenee rakeen läpi

Lisätiedot

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi Metallit 2005 juha.nykanen@tut.fi Aikataulu Pe 2.9.2005 Pe 9.9.2005 Pe 16.9.2005 Pe 23.9.2005 Pe 10.9.2005 Pe 8.10.2005 Valurauta Valurauta ja teräs Teräs Teräs ja alumiini Magnesium ja titaani Kupari,

Lisätiedot

TERÄKSISTÄ Terästen luokittelusta

TERÄKSISTÄ Terästen luokittelusta TERÄKSISTÄ Terästen luokittelusta Seostamattomat teräkset (niukkaseosteiset teräkset) Ruostumattomat teräkset Mangaaniteräkset Pikateräkset Työkaluteräkset Kuumalujat teräkset Tulenkestävät teräkset 1

Lisätiedot

Rauta-hiili tasapainopiirros

Rauta-hiili tasapainopiirros Rauta-hiili tasapainopiirros Teollisen ajan tärkein tasapainopiirros Tasapainon mukainen piirros on Fe-C - piirros, kuitenkin terästen kohdalla Fe- Fe 3 C -piirros on tärkeämpi Fe-Fe 3 C metastabiili tp-piirrosten

Lisätiedot

Valujen raaka-ainestandardit - Valurauta

Valujen raaka-ainestandardit - Valurauta Valujen raaka-ainestandardit - Valurauta Valunhankinta-koulutus 15.-16.3.2007 Marko Riihinen Metso Foundries Jyväskylä Oy Valurauta / rautavalun valumateriaali - rakkaalla lapsella on monta nimeä Suomugrafiittivalurauta

Lisätiedot

Binäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta

Binäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta Tasapainopiirrokset Binäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta Binäärinen tasapaino Kiinteässä tilassa koostumuksesta riippuen kahta faasia Eutektisella koostumuksella ei puuroaluetta Faasiosuudet muuttuvat

Lisätiedot

Luento 5 Hiiliteräkset

Luento 5 Hiiliteräkset Luento 5 Hiiliteräkset Hiiliteräkset Rauta (

Lisätiedot

SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSET TERÄSTEN HITSATTAVUUTEEN. MIKRORAKENTEEN MUUTOKSET HITSAUSLIITOKSESSA.

SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSET TERÄSTEN HITSATTAVUUTEEN. MIKRORAKENTEEN MUUTOKSET HITSAUSLIITOKSESSA. 1 HITSAVONIA PROJEKTI Teemapäivä 13.12.2005. DI Seppo Vartiainen Savonia-amk/tekniikka/Kuopio SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSET TERÄSTEN HITSATTAVUUTEEN. MIKRORAKENTEEN MUUTOKSET HITSAUSLIITOKSESSA. 1. Hitsiaine

Lisätiedot

Deformaatio. Kiteen teoreettinen lujuus: Todelliset lujuudet lähempänä. σ E/8. σ E/1000

Deformaatio. Kiteen teoreettinen lujuus: Todelliset lujuudet lähempänä. σ E/8. σ E/1000 Deformaatio Kertaus Deformaatio Kiteen teoreettinen lujuus: σ E/8 Todelliset lujuudet lähempänä σ E/1000 3 Dislokaatiot Mekanismi, jossa deformaatio mahdollista ilman että kaikki atomisidokset murtuvat

Lisätiedot

Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla

Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla Vapaa energia ja tasapainopiirros Allotropia - Metalli omaksuu eri lämpötiloissa eri kidemuotoja. - Faasien vapaat

Lisätiedot

Tärkeitä tasapainopisteitä

Tärkeitä tasapainopisteitä Tietoa tehtävistä Tasapainopiirrokseen liittyviä käsitteitä Tehtävä 1 rajojen piirtäminen Tehtävä 2 muunnos atomi- ja painoprosenttien välillä Tehtävä 3 faasien koostumus ja määrät Tehtävä 4 eutektinen

Lisätiedot

Esitiedot. Valuraudat. Esitiedot. Esitiedot

Esitiedot. Valuraudat. Esitiedot. Esitiedot Esitiedot Valuraudat juha.nykanen@tut.fi Mistä tulevat nimitykset valkoinen valurauta ja harmaa valurauta? Miten ja miksi niiden ominaisuudet eroavat toisistaan? Miksi sementiitti on kovaa ja haurasta?

Lisätiedot

Teräkset Kon-67.3110 kurssi Tekn. tri Kari Blomster LÄMPÖKÄSITTELY KARKAISUT 10.3.2015. Karkaisu ja päästö

Teräkset Kon-67.3110 kurssi Tekn. tri Kari Blomster LÄMPÖKÄSITTELY KARKAISUT 10.3.2015. Karkaisu ja päästö 1 Teräkset Kon-67.3110 kurssi Tekn. tri Kari Blomster LÄMPÖKÄSITTELY KARKAISUT 10.3.2015 Karkaisu ja päästö Teräs kuumennetaan austeniittialueelleen (A), josta se jäähdytetään nopeasti (sammutetaan) nesteeseen,

Lisätiedot

Rauno Toppila. Kirjallisuusselvitys. Ferriittiset ruostumattomat teräkset

Rauno Toppila. Kirjallisuusselvitys. Ferriittiset ruostumattomat teräkset Rauno Toppila Kirjallisuusselvitys Ferriittiset ruostumattomat teräkset Kemi-Tornion ammattikorkeakoulun julkaisuja Sarja E. Työpapereita 1/2010 Rauno Toppila Kirjallisuusselvitys Ferriittiset ruostumattomat

Lisätiedot

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi Metallit 2005 juha.nykanen@tut.fi Käsitetesti 2 Suomugrafiittivalurauta (EN-GJL) Mikrorakenne vaihtoehdot jäähtymisnopeuden mukaan Grafiitti + ferriitti Grafittii + sementiitti + perliitti Grafiitti +

Lisätiedot

Ultralujien terästen hitsausmetallurgia

Ultralujien terästen hitsausmetallurgia 1 Ultralujien terästen hitsausmetallurgia CASR-Steelpolis -seminaari Oulun yliopisto 16.5.2012 Jouko Leinonen Nostureita. (Rautaruukki) 2 Puutavarapankko. (Rautaruukki) 3 4 Teräksen olomuodot (faasit),

Lisätiedot

Keskinopea jäähtyminen: A => Bainiitti

Keskinopea jäähtyminen: A => Bainiitti Keskinopea jäähtyminen: A => Bainiitti Fe 3 C F = Bainiitti (B) C ehtii diffundoitua lyhyitä matkoja. A A A A Lämpötila laskee è Austeniitti Ferriitti Austeniitti => ferriitti muutos : atomit siirtyvät

Lisätiedot

Valujen lämpökäsittely

Valujen lämpökäsittely Valujen lämpökäsittely Lämpökäsittelyillä muutetaan materiaalin ominaisuuksia, lujuutta, sitkeyttä ja työstettävyyttä. Lämpökäsiteltävyyden ja lämpökäsittelyn käytön suhteen materiaalit voidaan jakaa ryhmiin

Lisätiedot

Kon Teräkset Viikkoharjoitus 2. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikan laitos

Kon Teräkset Viikkoharjoitus 2. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikan laitos Kon-67.3110 Teräkset Viikkoharjoitus 2. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikan laitos Luennolta: Perustieto eri ilmiöistä Kirjoista: Syventävä tieto eri

Lisätiedot

Valunhankintakoulutus 15.-16.3. 2007 Pirjo Virtanen Metso Lokomo Steels Oy. Teräsvalujen raaka-ainestandardit

Valunhankintakoulutus 15.-16.3. 2007 Pirjo Virtanen Metso Lokomo Steels Oy. Teräsvalujen raaka-ainestandardit Teräsvalut Valunhankintakoulutus 15.-16.3. 2007 Pirjo Virtanen Metso Lokomo Steels Oy Teräsvalujen raaka-ainestandardit - esitelmän sisältö Mitä valun ostaja haluaa? Millaisesta valikoimasta valuteräs

Lisätiedot

Valurautojen lämpökäsittelyt. SVY opintopäivät Kaisu Soivio

Valurautojen lämpökäsittelyt. SVY opintopäivät Kaisu Soivio Valurautojen lämpökäsittelyt SVY opintopäivät 3.2.2017 Kaisu Soivio Moventas lyhyesti Moventas on yksi johtavista tuulivoimavaihteiden valmistajista Ensimmäinen tuulivoimavaihde toimitettu 1980, asennuskanta

Lisätiedot

Ferriittiset ruostumattomat teräkset ja niiden hitsaus. May 12, 2011 www.outokumpu.com

Ferriittiset ruostumattomat teräkset ja niiden hitsaus. May 12, 2011 www.outokumpu.com Ferriittiset ruostumattomat teräkset ja niiden hitsaus May 12, 2011 www.outokumpu.com Ruostumattomat teräkset Ferriittisten ominaisuudet Ferriittisten hitsaus 2 12.5.2011 Hannu-Pekka Heikkinen Ruostumaton

Lisätiedot

Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset

Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset Sakari Tihinen Tuotekehitysinsinööri, IWE Ruukki Metals Oy, Raahen terästehdas 1 Miten teräslevyn ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa terästehtaassa? Seostus (CEV,

Lisätiedot

Metalliseokset. Alumiiniseokset. ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök

Metalliseokset. Alumiiniseokset. ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök Metalliseokset Seija Meskanen Teknillinen korkeakoulu Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Alumiiniseokset Eri tavoin seostettu alumiini sopii kaikkiin yleisimpiin valumenetelmiin. Alumiiniseoksia

Lisätiedot

B.3 Terästen hitsattavuus

B.3 Terästen hitsattavuus 1 B. Terästen hitsattavuus B..1 Hitsattavuus käsite International Institute of Welding (IIW) määrittelee hitsattavuuden näin: Hitsattavuus ominaisuutena metallisessa materiaalissa, joka annetun hitsausprosessin

Lisätiedot

Hakemisto. C CCT-käyrä... ks. S-käyrä CVD-pinnoitus...ks. kaasufaasipinnoitus

Hakemisto. C CCT-käyrä... ks. S-käyrä CVD-pinnoitus...ks. kaasufaasipinnoitus A A 1-lämpötila... 17 A 3-lämpötila... 17 Abrasiivinen kuluminen... 110 A cm-lämpötila... 17 Adhesiivinen kitka... 112 Adhesiivinen kuluminen... 110 ADI... ks. ausferriittinen pallografiittivalurauta Adusointi...

Lisätiedot

Esitiedot. Esitiedot. Kromiseostuksen vaikutukset teräksissä

Esitiedot. Esitiedot. Kromiseostuksen vaikutukset teräksissä Esitiedot Mitkä ovat austeniittisten, ferriittisten ja martensiittisten ruostumattomien terästen käyttökohteet? Milloin austeniittiset laadut ovat välttämättömiä? Mitä eri laadut maksavat? Miten kupari

Lisätiedot

Tarkastusmenetelmät. ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök

Tarkastusmenetelmät. ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök Tarkastusmenetelmät Tuula Höök, Tampereen teknillinen yliopisto Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu Valimossa tarkastetaan valukappaleet niiltä osin kuin asiakas on tilauksen yhteydessä esittänyt vaatimuksia.

Lisätiedot

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä Särmädislokaatio 2 Ruuvidislokaatio 3 Dislokaation jännitystila Dislokaatioiden vuorovaikutus Jännitystila aiheuttaa dislokaatioiden vuorovaikutusta

Lisätiedot

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi Metallit 2005 juha.nykanen@tut.fi Kertaus Luento 2 Raudan valmistus Teräksen valmistus Standardit Teräksen mikrorakenteet (ferriitti, perliitti, bainiitti, martensiitti) 2 Karkaisu ja päästö Muutama vuosi

Lisätiedot

Liuoslujitettujen ferriittisten pallografiittivalurautojen austemperoitavuus

Liuoslujitettujen ferriittisten pallografiittivalurautojen austemperoitavuus Lauri Karhula Liuoslujitettujen ferriittisten pallografiittivalurautojen austemperoitavuus Diplomityö, joka on jätetty opinnäytteenä tarkastettavaksi diplomi-insinöörin tutkintoa varten. Espoossa 27.09.2016

Lisätiedot

Luento 2. Kon Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto

Luento 2. Kon Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto Luento 2 Kon-67.3110 Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto Rauta-hiili -tasapainopiirros Honeycombe & Bhadeshia s. 30-41. Uudistettu Miekk oj s. 268-278. Rauta (Fe)

Lisätiedot

Corthal, Thaloy ja Stellite

Corthal, Thaloy ja Stellite Corthal, Thaloy ja Stellite KOVAHITSAUSTÄYTELANGAT KORJAUS JA KUNNOSSAPIDON AMMATTILAISILLE SOMOTEC Oy Tototie 2 70420 KUOPIO puh. 0207 969 240 fax. 0207 969 249 email: somotec@somotec.fi internet: www.somotec.fi

Lisätiedot

Jälkikäsittelyt. Tuotantohitsaus. ValuAtlas Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök

Jälkikäsittelyt. Tuotantohitsaus. ValuAtlas Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök Jälkikäsittelyt Puhdistuksen jälkeen valuille voidaan tehdä vielä seuraavia jälkikäsittelytoimenpiteitä: tuotantohitsaus lämpökäsittely koneistus pintakäsittely Tuotantohitsaus Tuotantohitsaus jakaantuu

Lisätiedot

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 3

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 3 KJR-C2004 materiaalitekniikka Harjoituskierros 3 Tänään ohjelmassa 1. Tasapainopiirros 1. Tulkinta 2. Laskut 2. Faasimuutokset 3. Ryhmätyöt 1. Esitehtävän yhteenveto (palautetaan harkassa) 2. Ryhmätehtävä

Lisätiedot

VARIDRILL TÄYSKOVA- METALLIPORAT

VARIDRILL TÄYSKOVA- METALLIPORAT VARIDRILL TÄYSKOVA- METALLIPORAT VARIDRILL TÄYSKOVAMETALLIPORAT MYÖS LÄPIJÄÄHDYTTEISET VariDrill 3xD...4-9 VariDrill 3xD Weldon kiinnitteiset...10-13 VariDrill 5xD... 14-19 VariDrill 5xD Weldon kiinnitteiset...20-23

Lisätiedot

Kon Teräkset Viikkoharjoitus 1. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka

Kon Teräkset Viikkoharjoitus 1. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka Kon-67.3110 Teräkset Viikkoharjoitus 1. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka Luennolta: Perustieto eri ilmiöistä Kirjoista: Syventävä tieto eri ilmiöistä

Lisätiedot

Esitiedot. Luento 6. Esitiedot

Esitiedot. Luento 6. Esitiedot Esitiedot Luento 6 Miten terästen karkenevuutta voidaan parantaa? Miten päästölämpötila ja aika vaikuttavat karkaistun rakenteen mekaanisiin ominaisuuksiin? Mitä tarkoittaa päästöhauraus? 2 Esitiedot Epäselviä

Lisätiedot

Mikä on ruostumaton teräs? Fe Cr > 10,5% C < 1,2%

Mikä on ruostumaton teräs? Fe Cr > 10,5% C < 1,2% Cr > 10,5% C < 1,2% Mikä on ruostumaton teräs? Rautaseos, johon on seostettu 10,5 % kromia ja 1,2 % hiiltä. Seostuksen ansiosta ruostumattomaan teräkseen muodostuu korroosiolta suojaava sekä itsekorjautuva

Lisätiedot

Terästen lämpökäsittelyn perusteita

Terästen lämpökäsittelyn perusteita Terästen lämpökäsittelyn perusteita Austeniitin nopea jäähtyminen Tasapainopiirroksen mukaiset faasimuutokset edellyttävät hiilen diffuusiota Austeniitin hajaantuminen nopeasti = ei tasapainon mukaisesti

Lisätiedot

Faasialueiden nimeäminen/tunnistaminen (eutek1sessa) tasapainopiirroksessa yleises1

Faasialueiden nimeäminen/tunnistaminen (eutek1sessa) tasapainopiirroksessa yleises1 Faasialueiden nimeäminen/tunnistaminen (eutek1sessa) tasapainopiirroksessa yleises1 A B B Piirroksen alue 1: Sularajan yläpuolella on seos aina täysin sula => yksifaasialue (L). Alueet 2 ja 5: Nämä ovat

Lisätiedot

Pehmeä magneettiset materiaalit

Pehmeä magneettiset materiaalit Pehmeä magneettiset materiaalit Timo Santa-Nokki Pehmeä magneettiset materiaalit Johdanto Mittaukset Materiaalit Rauta-pii seokset Rauta-nikkeli seokset Rauta-koboltti seokset Amorfiset materiaalit Nanomateriaalit

Lisätiedot

Valuraudat.

Valuraudat. Valuraudat juha.nykanen@tut.fi Esitiedot Miten pallografiitin ydintyminen ja kasvu poikkeaa suomugrafiitin ydintymisestä ja kasvusta? Mitkä ovat pallografiittivalurautojen ja adusoitujen valurautojen edut

Lisätiedot

I. Lämpökäsittely. I.1 Miksi? Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto. Valukappaleita lämpökäsitellään seuraavista syistä:

I. Lämpökäsittely. I.1 Miksi? Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto. Valukappaleita lämpökäsitellään seuraavista syistä: I. Lämpökäsittely Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto Kuva 284. Lämpökäsittelyhehkutus tapahtunut, uunin ovi aukaistu I.1 Miksi? Valukappaleita lämpökäsitellään seuraavista syistä: poistetaan ei-toivottuja

Lisätiedot

Esitiedot. Valuraudat. Miten pallografiitin ydintyminen ja kasvu poikkeaa suomugrafiitin ydintymisestä ja kasvusta?

Esitiedot. Valuraudat. Miten pallografiitin ydintyminen ja kasvu poikkeaa suomugrafiitin ydintymisestä ja kasvusta? Esitiedot Valuraudat juha.nykanen@tut.f i Miten pallografiitin ydintyminen ja poikkeaa suomugrafiitin ydintymisestä ja sta? Mitkä ovat pallografiittivalurautojen ja adusoitujen valurautojen edut ja rajoitukset?

Lisätiedot

B.1 Johdatus teräkseen

B.1 Johdatus teräkseen B.1 Johdatus teräkseen 1 B.1.1 Terästen valmistus B.1.1.1 Terästen valmistus raakaraudasta Masuunissa valmistettu raakarauta sisältää 4-5 % hiiltä. Teräksissä pitoisuus on tavallisimmin alle 1 % ja yleisissä

Lisätiedot

TERÄSTEN STANDARDINMUKAISET SEOSAINEPITOISUUDET JA NIIDEN VAIHTELUIDEN VAIKUTUS HITSATTAVUUTEEN

TERÄSTEN STANDARDINMUKAISET SEOSAINEPITOISUUDET JA NIIDEN VAIHTELUIDEN VAIKUTUS HITSATTAVUUTEEN LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma BK10A0400 Kandidaatintyö ja seminaari TERÄSTEN STANDARDINMUKAISET SEOSAINEPITOISUUDET JA NIIDEN VAIHTELUIDEN VAIKUTUS

Lisätiedot

Kon Harjoitus 8: Ruostumattomat teräkset. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto

Kon Harjoitus 8: Ruostumattomat teräkset. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto Kon-67.3110 Harjoitus 8: Ruostumattomat teräkset Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto EN AISI/SAE Tyyppi 1.4021 1.4301 1.4401 1.4460 304L 201 316LN 321H EN vs AISI/SAE tunnukset

Lisätiedot

Luento 4 Karkenevuus ja pääseminen. Kon Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto

Luento 4 Karkenevuus ja pääseminen. Kon Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto Luento 4 Karkenevuus ja pääseminen Kon-67.3110 Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto Karkenevuus Honeycombe & Bhadeshia ch 8 s. 151-170 Uudistettu Miekk oja luku

Lisätiedot

selectarc - KOVAHITSAUSPUIKOT Somotec Oy KORJAUS- JA KUNNOSSAPIDON AMMATTILAISILLE

selectarc - KOVAHITSAUSPUIKOT Somotec Oy KORJAUS- JA KUNNOSSAPIDON AMMATTILAISILLE selectarc - KOVAHITSAUSPUIKOT KORJAUS- JA KUNNOSSAPIDON AMMATTILAISILLE Somotec Oy Tototie 2 70420 KUOPIO puh 0207 969 240 fax 0207 969 249 email: somotec@somotecfi internet: wwwsomotecfi SISÄLLYSLUETTELO

Lisätiedot

Laatutason määrittely ja laatustandardit - Valurauta

Laatutason määrittely ja laatustandardit - Valurauta Laatutason määrittely ja laatustandardit - Valurauta Valunhankinta-koulutus 15.-16.3.2007 Marko Riihinen Metso Foundries Jyväskylä Oy Rautavalussa mahdollisesti esiintyviä valuvirheitä Muoto: IV + V ~40

Lisätiedot

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma BK10A0400 Kandidaatintyö ja seminaari

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma BK10A0400 Kandidaatintyö ja seminaari LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma BK10A0400 Kandidaatintyö ja seminaari SUURTEN KAPPALEIDEN VALAMISESSA JA VALUJEN OSTAMISESSA HUOMIOITAVAT SEIKAT

Lisätiedot

2. Sulattamisen periaate

2. Sulattamisen periaate 2. Sulattamisen periaate Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto Valamiseen tarvittava sula metalli saadaan aikaan sulattamalla sopivaa metalliromua tai metalliharkkoja sulatusuunissa. Sulattamiseen

Lisätiedot

Esipuhe. Helsingissä heinäkuussa 2004 Lämpökäsittelyn toimialaryhmä Teknologiateollisuus ry

Esipuhe. Helsingissä heinäkuussa 2004 Lämpökäsittelyn toimialaryhmä Teknologiateollisuus ry Lämpökäsittelyoppi Esipuhe Metallit ovat kiehtova materiaaliryhmä erityisesti siksi, että niiden ominaisuudet ovat muunneltavissa hyvin laajasti. Metalleja voidaan seostaa keskenään, mutta ennen kaikkea

Lisätiedot

Korjaushitsauskäsikirja

Korjaushitsauskäsikirja Korjaushitsauskäsikirja Osa 2, Hitsausohjeita OY ESAB Ruosilantie 18, 00390 HELSINKI puh. (09) 547 761, faksi (09) 547 7771, www.esab.fi Sisällys Osa 2, Hitsausohjeita Valuraudan hitsaus... 2-3 Huonosti

Lisätiedot

Puukkoteräkset. Juha Perttula. www.terastieto.com. Juha Perttula, Puukkoteräkset 1

Puukkoteräkset. Juha Perttula. www.terastieto.com. Juha Perttula, Puukkoteräkset 1 Puukkoteräkset Juha Perttula www.terastieto.com Juha Perttula, Puukkoteräkset 1 Sisällysluettelo Esipuhe 3 1. Rauta ja teräs 4 Meteoriittirauta 4, Malmista takoraudaksi ja teräkseksi 6, Valurauta 6, Valuraudan

Lisätiedot

Joitain materiaaleja Kriittinen lämpötila

Joitain materiaaleja Kriittinen lämpötila Suprajohteet Suprajohteet Joitain materiaaleja Kriittinen lämpötila Pb 7.3 Nb 9.3 Nb-Ti 8.9-9.3 Nb 3 Sn 18 Nb 3 Ge 23 NbN 16-18 PbMo 6 S 8 14-15 YBa 2 Cu 3 O 7 92 2 Suprajohteet Niobi-titaani seoksia Nb-46.5Ti

Lisätiedot

Esitiedot. Mitkä ovat austeniittisten, ferriittisten ja martensiittisten ruostumattomien terästen käyttökohteet?

Esitiedot. Mitkä ovat austeniittisten, ferriittisten ja martensiittisten ruostumattomien terästen käyttökohteet? Esitiedot Mitkä ovat austeniittisten, ferriittisten ja martensiittisten ruostumattomien terästen käyttökohteet? Milloin austeniittiset laadut ovat välttämättömiä? Mitä eri laadut maksavat? Miten kupari

Lisätiedot

Valuraudat.

Valuraudat. Valuraudat juha.nykanen@tut.fi Esitiedot Miten ja miksi jäähtymisnopeus ja pii pitoisuus vaikuttaa valuraudan rakenteeseen? Mikä on piin tärkein vaikutus? Miksi nopea jäähdytys suosii sementiitin syntymistä?

Lisätiedot

Mak Sovellettu materiaalitiede

Mak Sovellettu materiaalitiede .106 tentit Tentti 21.5.1997 1. Rekristallisaatio. 2. a) Mitkä ovat syyt metalliseosten jähmettymisen yhteydessä tapahtuvalle lakimääräiselle alijäähtymiselle? b) Miten lakimääräinen alijäähtyminen vaikuttaa

Lisätiedot

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä Särmädislokaatio 2 Ruuvidislokaatio 3 Dislokaatioiden ominaisuuksia Eivät ala/lopu tyhjästä, vaan: muodostavat ympyröitä alkavat/loppuvat raerajoille,

Lisätiedot

Kon Harjoitus 4: standardit ja terästunnukset. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto

Kon Harjoitus 4: standardit ja terästunnukset. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto Kon-67.3110 Harjoitus 4: standardit ja terästunnukset Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto Harjoitus 4 Tällä kerralla tutustutaan erilaisiin terästen nimikejärjestelmiin ja

Lisätiedot

Luento 5. Pelkistys. Rikastus

Luento 5. Pelkistys. Rikastus Raudan valmistus Luento 5 Rauta esiintyy maankuoressa tyypillisesti oksideina ja useimmiten rautaa halutaan käyttää metallisessa muodossa. Tyypilliset rautamalmit ovat magnetiitti (Fe 3 O 4 ) hematiitti

Lisätiedot

Metallit jaksollisessa järjestelmässä

Metallit jaksollisessa järjestelmässä Metallit Metallit käytössä Metallit jaksollisessa järjestelmässä 4 Metallien rakenne Ominaisuudet Hyvin muokattavissa, muovattavissa ja työstettävissä haluttuun muotoon Lujia Verraten korkea lämpötilan

Lisätiedot

Korkeiden lämpötilojen teräkset

Korkeiden lämpötilojen teräkset Timo Kauppi Korkeiden lämpötilojen teräkset Kirjallisuustutkimus Kemi-Tornion ammattikorkeakoulun julkaisuja Sarja B. Raportit ja selvitykset 12/2013 Korkeiden lämpötilojen teräkset Timo Kauppi Korkeiden

Lisätiedot

Tina-vismutti juotosmetallin binäärinen seos Tekijä: Lassi Vuorela Yhteystiedot:

Tina-vismutti juotosmetallin binäärinen seos Tekijä: Lassi Vuorela Yhteystiedot: Tina-vismutti juotosmetallin binäärinen seos Tekijä: Lassi Vuorela Yhteystiedot: lassi.vuorela@aalto.fi Juottaminen Juottamisessa on tarkoitus liittää kaksi materiaalia tai osaa niin, että sähkövirta kykenee

Lisätiedot

LUJIEN TERÄSTEN HITSAUSMETALLURGIA

LUJIEN TERÄSTEN HITSAUSMETALLURGIA 1 LUJIEN TERÄSTEN HITSAUSMETALLURGIA Jouko Leinonen Oulun yliopisto Konetekniikan osasto Lujien terästen mahdollisuudet ja tekniikka -seminaari Raahe 29.3.2011 2 Lujien terästen sovelluskohteita Nosturit

Lisätiedot

Korkealämpötilakemia

Korkealämpötilakemia Korkealämpötilakemia Binääriset tasapainopiirrokset To 30.10.2017 klo 8-10 SÄ114 Tavoite Oppia lukemaan ja tulkitsemaan binäärisiä tasapainopiirroksia 1 Sisältö Hieman kertausta - Gibbsin vapaaenergian

Lisätiedot

Ruostumattoman teräksen valmistaminen loppupään terässulattoprosessit.

Ruostumattoman teräksen valmistaminen loppupään terässulattoprosessit. Ruostumattoman teräksen valmistaminen loppupään terässulattoprosessit www.outokumpu.com Johdanto Tuotantokaavio AOD-konvertteri AOD Senkka-asema SA Yhteenveto Ruostumaton teräs Ruostumaton teräs koostuu

Lisätiedot

FERRIITTISET RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET. www.polarputki.fi

FERRIITTISET RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET. www.polarputki.fi FERRIITTISET RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET www.polarputki.fi Polarputken valikoimaan kuuluvat myös ruostumattomat ja haponkestävät tuotteet. Varastoimme saumattomia ja hitsattuja putkia, putkenosia sekä muototeräksiä.

Lisätiedot

Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 1

Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 1 Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu Pentti Toivonen, Teknillinen korkeakoulu Valuraudan ja valuteräksen raaka ainekanta muodostuu metallisista raaka aineista,

Lisätiedot

Paavo Tennilä Tuula Höök, alaviitteet (Standardien nimet ja viittaukset uudistettuihin standardeihin)

Paavo Tennilä Tuula Höök, alaviitteet (Standardien nimet ja viittaukset uudistettuihin standardeihin) Valustandardit Paavo Tennilä Tuula Höök, alaviitteet (Standardien nimet ja viittaukset uudistettuihin standardeihin) Standardit Valukappaletta tilattaessa on sille halutuista ominaisuuksista. Perusominaisuudet

Lisätiedot

kansainvälisyys JACQUET johtava, maailmanlaajuinen ruostumattomien kvarttolevyjen käyttäjä 483 työntekijää

kansainvälisyys JACQUET johtava, maailmanlaajuinen ruostumattomien kvarttolevyjen käyttäjä 483 työntekijää JACQUET kansainvälisyys johtava, maailmanlaajuinen ruostumattomien kvarttolevyjen käyttäjä 43 työntekijää 3 yksikköä 20 eri maassa / 21 palvelukeskusta 7 500 asiakasta 60 eri maassa liikevaihto 23 M5 7

Lisätiedot

Teräs metalli. Teräksen kiteinen rakenne

Teräs metalli. Teräksen kiteinen rakenne Teräs metalli Teräs on raudan ja hiilen seos, jonka hiilipi toisuus on pienempi kuin 2 %. Tätä suurem man hiilipitoisuuden omaavat seokset luoki tellaan valuraudoiksi. Teräkset sisältävät ta vallisesti

Lisätiedot

Sinkki. Esitiedot. Yleistä. Yleistä

Sinkki. Esitiedot. Yleistä. Yleistä Esitiedot Mikä periaattellinen ero on 4% ja 8% alumiinia sisältävien sinkkiseosten välillä? Hypoeutectic = alieutektinen Hypereutectic = ylieutektinen Miten alieutektinen ja ylieutektinen rakenne muuttaa

Lisätiedot

Esitiedot. Mikä periaattellinen ero on 4% ja 8% alumiinia sisältävien sinkkiseosten välillä?

Esitiedot. Mikä periaattellinen ero on 4% ja 8% alumiinia sisältävien sinkkiseosten välillä? Esitiedot Mikä periaattellinen ero on 4% ja 8% alumiinia sisältävien sinkkiseosten välillä? Hypoeutectic = alieutektinen Hypereutectic = ylieutektinen Miten alieutektinen ja ylieutektinen rakenne muuttaa

Lisätiedot

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma. Heidi Koskiniemi

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma. Heidi Koskiniemi LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma Heidi Koskiniemi HITSAUKSEN LÄMPÖKÄSITTELYN VAIKUTUS CrMo - TERÄSTEN MEKAANISIIN OMINAISUUKSIIN Työn tarkastajat:

Lisätiedot

Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset

Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset 0.10 %Nb 0.08 NbC:n liukoisuus austeniitissa γ + NbC 1200 C 0.06 0.04 1100 C 0.02 0 γ 0 0.05 0.1 0.15 0.2 %C Tyypillinen C - Nb -yhdistelmä NbC alkaa erkautua noin 1000

Lisätiedot

Jälkikäsittelyt. Tuotantohitsaus. ValuAtlas Hiekkavalimon valimoprosessi Jälkikäsittelyt - Seija Meskanen, Tuula Höök

Jälkikäsittelyt. Tuotantohitsaus.  ValuAtlas Hiekkavalimon valimoprosessi Jälkikäsittelyt - Seija Meskanen, Tuula Höök Jälkikäsittelyt Puhdistuksen jälkeen valuille voidaan tehdä vielä seuraavia jälkikäsittelytoimenpiteitä: tuotantohitsaus lämpökäsittely koneistus pintakäsittely Tuotantohitsaus Tuotantohitsaus jakaantuu

Lisätiedot

C.2 Muut perusaineet kuin seostamaton teräs

C.2 Muut perusaineet kuin seostamaton teräs 1 C.2 Muut perusaineet kuin seostamaton teräs C.2.1 Seosteräkset ja ruostumattomat teräkset Seosteräkset Valitaan esimerkkinä seosteräs analyysillä 0,2% C, 1,5% Mn ja 0,5% Mo. Sulamisvyöhykkeessä syntyy

Lisätiedot

Faasipiirrokset, osa 2 Binääristen piirrosten tulkinta

Faasipiirrokset, osa 2 Binääristen piirrosten tulkinta Faasipiirrokset, osa 2 Binääristen piirrosten tulkinta Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2016 Teema 1 - Luento 4 Tavoite Oppia tulkitsemaan 2-komponenttisysteemien faasipiirroksia 1 Binääriset

Lisätiedot

Petri Rantapelkonen TERÄKSEN VALMISTAMINEN

Petri Rantapelkonen TERÄKSEN VALMISTAMINEN Petri Rantapelkonen TERÄKSEN VALMISTAMINEN Kone- ja tuotantotekniikan koulutusohjelma 2014 TERÄKSEN VALMISTAMINEN Rantapelkonen, Petri Satakunnan ammattikorkeakoulu Kone- ja tuotantotekniikan koulutusohjelma

Lisätiedot

Kon Teräkset Harjoituskierros 6.

Kon Teräkset Harjoituskierros 6. Kon-67.3110 Teräkset Harjoituskierros 6. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka Viikkoharjoitus #6 - kysymykset Mitä on karkaisu? Miten karkaisu suunnitellaan?

Lisätiedot

Juha Vesisenaho PALLOUTUMISASTEEN MÄÄRITYS GJS- VALURAUDASSA ULTRAÄÄNEN AVULLA

Juha Vesisenaho PALLOUTUMISASTEEN MÄÄRITYS GJS- VALURAUDASSA ULTRAÄÄNEN AVULLA Juha Vesisenaho PALLOUTUMISASTEEN MÄÄRITYS GJS- VALURAUDASSA ULTRAÄÄNEN AVULLA Opinnäytetyö KESKI-POHJANMAAN AMMATTIKORKEAKOULU Kone- ja tuotantotekniikan koulutusohjelma Toukokuu 2008 KESKI-POHJANMAAN

Lisätiedot

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10 Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko 25.10 klo 8-10 Jokaisesta oikein ratkaistusta tehtävästä voi saada yhden lisäpisteen. Tehtävä, joilla voi korottaa kotitehtävän

Lisätiedot

Suprajohteet. Suprajohteet. Suprajohteet. Suprajohteet. Niobi-titaani seoksia Nb-46.5Ti Nb-50Ti Nb-65Ti

Suprajohteet. Suprajohteet. Suprajohteet. Suprajohteet. Niobi-titaani seoksia Nb-46.5Ti Nb-50Ti Nb-65Ti Joitain materiaaleja Kriittinen lämpötila Pb 7.3 Nb 9.3 Nb-Ti 8.9-9.3 Nb 3 Sn 18 Nb 3 Ge 23 NbN 16-18 PbMo 6 S 8 14-15 YBa 2 Cu 3 O 7 92 2 Niobi-titaani seoksia Nb-46.5Ti Nb-50Ti Nb-65Ti Sulatus kahteen

Lisätiedot

HITSAUSVIRTALÄHTEEN OHJAUS LÄMMÖNTUONNIN JA JATKUVAN JÄÄHTYMISEN S-KÄYRÄN PERUSTEELLA

HITSAUSVIRTALÄHTEEN OHJAUS LÄMMÖNTUONNIN JA JATKUVAN JÄÄHTYMISEN S-KÄYRÄN PERUSTEELLA LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma Severi Iso-Markku HITSAUSVIRTALÄHTEEN OHJAUS LÄMMÖNTUONNIN JA JATKUVAN JÄÄHTYMISEN S-KÄYRÄN PERUSTEELLA Työn tarkastajat:

Lisätiedot

MIG 350 DIN 8555: MSG 2 GZ 350 kovahitsaus, koneistettavaa... 3-2 MIG 600 DIN 8555: MSG 6 GZ 60 iskut, hankauskuluminen. 3-3

MIG 350 DIN 8555: MSG 2 GZ 350 kovahitsaus, koneistettavaa... 3-2 MIG 600 DIN 8555: MSG 6 GZ 60 iskut, hankauskuluminen. 3-3 MIG-hitsauslangat KOVAHITSAUS MIG 350 DIN 8555: MSG 2 GZ 350 kovahitsaus, koneistettavaa..... 3-2 MIG 600 DIN 8555: MSG 6 GZ 60 iskut, hankauskuluminen. 3-3 RUOSTUMATTOMAT MIG 307Si AWS A5.9: ~ ER307 sekaliitos

Lisätiedot

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi Metallit 2005 juha.nykanen@tut.fi Lämpökäsittely Austenointi tehdään hyvin korkeassa lämpötilassa verrattuna muihin teräksiin Liian korkea lämpötila tai liian pitkä aika voivat aiheuttaa vetelyjä, rakeenkasvua,

Lisätiedot

Luento 11 Lujien terästen kehitystrendit

Luento 11 Lujien terästen kehitystrendit Luento 11 Lujien terästen kehitystrendit Lujat teräkset standardeissa - Nuorrutusteräkset: seostamattomat teräkset (SFS-EN 10083-2: C60, R e min. 580 MPa ja R m 850 1000 MPa) - Nuorrutusteräkset: seostetut

Lisätiedot

TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA.

TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA. 1 SAVONIA-AMK TEKNIIKKA/ KUOPIO HitSavonia- projekti Seppo Vartiainen Esitelmä paineastiat / hitsausseminaarissa 1.11.05 TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA. Kylmät olosuhteet. Teräksen transitiokäyttäytyminen.

Lisätiedot

Termodynaamisten tasapainotarkastelujen tulokset esitetään usein kuvaajina, joissa:

Termodynaamisten tasapainotarkastelujen tulokset esitetään usein kuvaajina, joissa: Lämpötila (Celsius) Luento 9: Termodynaamisten tasapainojen graafinen esittäminen, osa 1 Tiistai 17.10. klo 8-10 Termodynaamiset tasapainopiirrokset Termodynaamisten tasapainotarkastelujen tulokset esitetään

Lisätiedot

Tig hitsauslangat KORJAUS- JA KUNNOSSAPIDON AMMATTILAISILLE SEOSTAMATTOMAT NIUKKASEOSTEISET RUOSTUMATTOMAT KUPARI ALUMIINI NIKKELI MAGNESIUM TITAANI

Tig hitsauslangat KORJAUS- JA KUNNOSSAPIDON AMMATTILAISILLE SEOSTAMATTOMAT NIUKKASEOSTEISET RUOSTUMATTOMAT KUPARI ALUMIINI NIKKELI MAGNESIUM TITAANI Tig hitsauslangat KORJAUS- JA KUNNOSSAPIDON AMMATTILAISILLE SEOSTAMATTOMAT NIUKKASEOSTEISET RUOSTUMATTOMAT KUPARI ALUMIINI NIKKELI MAGNESIUM TITAANI KOBOLTTI www.somotec.fi SISÄLLYSLUETTELO SEOSTAMATTOMAT

Lisätiedot

Korjaushitsauskäsikirja

Korjaushitsauskäsikirja Korjaushitsauskäsikirja Osa 3, Kovahitsaus OY ESAB Ruosilantie 18, 00390 HELSINKI puh. (09) 547 761, faksi (09) 547 7771, www.esab.fi Kovahitsaus Yleistä Kovahitsauksella suojataan kappaleita erilaisia

Lisätiedot

81 RYHMÄ MUUT EPÄJALOT METALLIT; KERMETIT; NIISTÄ VALMISTETUT TAVARAT

81 RYHMÄ MUUT EPÄJALOT METALLIT; KERMETIT; NIISTÄ VALMISTETUT TAVARAT 81 RYHMÄ MUUT EPÄJALOT METALLIT; KERMETIT; NIISTÄ VALMISTETUT TAVARAT Alanimikehuomautus 1. Edellä 74 ryhmän 1 huomautusta, jossa määritellään "tangot, profiilit, lanka, levyt, nauhat ja folio", noudatetaan

Lisätiedot

Normaalisti valmistamme vastuksia oheisen taulukon mukaisista laadukkaista raaka-aineista. Erikoistilauksesta on saatavana myös muita raaka-aineita.

Normaalisti valmistamme vastuksia oheisen taulukon mukaisista laadukkaista raaka-aineista. Erikoistilauksesta on saatavana myös muita raaka-aineita. Putkivastuksien vaippaputken raaka-aineet Vastuksen käyttölämpötila ja ympäristön olosuhteet määräävät minkälaisesta materiaalista vastuksen vaippaputki on valmistettu. Tavallisesti käytettäviä aineita

Lisätiedot