Metallit
|
|
- Iivari Karjalainen
- 8 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 Metallit 2005
2 Lämpökäsittely Austenointi tehdään hyvin korkeassa lämpötilassa verrattuna muihin teräksiin Liian korkea lämpötila tai liian pitkä aika voivat aiheuttaa vetelyjä, rakeenkasvua, murtovenymän pienenemistä, lujuuden laskua (etenkin pikateräksillä jotka austenoidaan lähellä solidusta) Liian matala lämpötila aiheuttaa kovuuden ja kulumiskestävyyden pienenemisen Kappaleen kulmat halkeilevat sammutuksen yhteydessä jos keskiosa on kylmempi kuin reunat Hiilenkatoa ei saa esiintyä 2
3 Lämpökäsittely Austenointi Austenointi tehdään kaksifaasialueella. Karbidien pieni koko ja iso tilavuusosuus pitää austeniitin raekoon pienenä. Ne seosaineet jotka eivät sitoutuneet karbideihin ovat liuenneina austeniittiin. Austeniitin koostumusta säädellään karbideilla. Austeniitin koostumus vaikuttaa karkenevuuteen, Ms lämpötilaan, jäännösausteniitin määrään ja sekundääriseen karkenevuuteen 3
4 Lämpökäsittely Austenointi Liian nopea lämmitys voi aiheuttaa halkeilua ja vetelyjä. Yksi tai useampia esilämmityksiä. Pitoaika lopullisessa austenointi lämpötilassa on mahdollisimman lyhyt. Hiilenkato halutaan välttää. Kappale upotetaan sulaan suolaan Sammutus Jäähtymisnopeus säädellään sammutusväliaineella. Tavoitteena martensiittinen rakenne. Seostuksella vaikutetaan perliitti- ja bainiittireaktion alkuun. Etappikarkaisulla saadaan tasattua jäähtymisen aiheuttama lämpötilaero ja vähennettyä jännityksiä 4
5 Lämpökäsittely Päästö Ensimmäisessä päästössä syntyvät karbidit pienentävät jäännösausteniitin hiilipitoisuutta (ja M s lämpötilaa), jolloin päästön jälkeisessä hitaassakin jäähtymisessä syntyy uutta martensiittia Uusi martensiitti pitää päästää. Jäännösausteniitin määrää tarkastetaan päästöjen aikana. Päästöjä jatketaan kunnes uutta martensiittia ei enään synny. Usein 2-3 kertaa riittää, mutta neljääkin käytetään 5
6 6
7 7
8 Maraging teräkset Suuri lujuus, mutta pieni hiilipitoisuus Martensite age hardening (martensiitin erkautuskarkaisu) Eri laatujen myötölujuus sijoittuu välillä MPa Pienen hiilipitoisuuden takia karkaisun jälkeisen martensiitin kovuus on matala HRC Pehmeässä tilassa voidaan koneistaa mutkikkaita muotoja Hyvä hitsattavuus, hyvä murtumissitkeys Hiili muodostaa helposti ei toivottavaa titaanikarbidia (TiC) Lujuus, murtovenymä ja sitkeys laskevat 8
9 Maraging teräkset Seosaineet Nikkeli, koboltti ja molybdeeni Nimeäminen 18Ni(200) Nikkelipitoisuus 18% Myötölujuus 200 ksi = 1380 MPa Maraging teräkseen muodostuu martensiittinen rakenne lähes aina vaikka jäähtymisnopeus olisi hyvin hidas Nikkeli ja molybdeeni laskevat M s lämpötilaa Koboltti lisäyksellä voidaan käyttää suurempia seosainepitoisuuksia, sillä se nostaa M s lämpötilaa 9
10 Maraging teräkset Lämpötilan nostaminen mahdollistaa niukkahiilisen martensiitin hajaantumisen 3-9h C Ennen tasapainopiirroksen mukaisen rakenteen mudostumista syntyy nikkelipitoisia erkaumia jotka nostavat kovuutta (ja lujuttaa) Liian pitkä lämpökäsittely aiheuttaa erkauminen koon kasvamista, austeniitin muodostumista, erkaumien liukenemista -> kovuus laskee 10
11 Mangaaniteräkset Hadfieldin mangaaniteräkset. Mn- pitoisuus %, C- pitoisuus %: Rakenne metastabiilina austeniittina pysyvä huoneenlämpötilassa (martensiittireaktion alkamislämpötila huoneenlämpötilan alapuolella) Korkea austenointilämpötila (karbidien liuottaminen); rakeenkasvu seurauksena, jonka vuoksi kehitetty niukemmin hiiltä ja mangaania sisältävät versiot ( n. 6% Mn) Vesisammutus (karbidierkaumien estäminen) 11
12 Martensiittireaktion alkamislämpötila 12
13 Mangaaniteräkset Voimakkaasti kuluttava iskumainen kuormitus lujittaa teräksen pintaa sitä mukaa kuin kuluminen edistyy ja uutta pintaa paljastuu kulumiselle alttiiksi; erittäin hyvä kulumiskestävyys perusluonteeltaan sitkeällä materiaalilla Kulutuksen oltava riittävän voimakasta; hankaava kulutus ei riitä Metastabiili austeniittinen rakenne on sitkeää ja muodonmuutoskykyistä Metastabiilisuudesta johtuen austeniitti voi voimakkaassa muokkauksessa muuttua osittain martensiitiksi. Kun tähän yhdistyy austeniitille tyypillinen muokkauslujittuminen, lujittuu teräksen pinta voimakkaasti muokkauksen ansiosta (työstökarkeneminen). Kovuus nousee arvosta 200 HV jopa arvoon 600 HV 13
14 Teräkset korkeisiin käyttölämpötiloihin
15 Jako käyttötarkoituksen mukaan Tulenkestävyydellä tarkoitetaan metallin kykyä kestää hapettumista korkeissa lämpötiloissa lämpötila jopa luokkaa 1300 C rakenteen ei tarvitse kantaa kuorimia, mekaanisilla ominaisuuksilla ei yleensä väliä Kuumalujat materiaalit kestävät jännityksiä korkeissa lämpötiloissa alle 550 C lämpötiloissa hapettuminen ei yleensä aiheuta ongelmia korkeammissa lämpötiloissa myös hapettumisen kestävyys tulee huomioida 15
16 Hapetumminen Korkeissa lämpötiloissa metalli hapettuu ja muodostaa oksidia. Mikäli syntyvä oksidikerros suojaa hapettumiselta on metalli tulenkestävä (vertaa korroosioon). Suojavaikutukseen vaikuttaa oleellisesti oksidikerroksen rakenne huokoinen kerros -> ei suojaa hilseilevä kerros -> ei suojaa tiiviskerros -> suojaa 16
17 Esimerkki raudan hapettumisesta 17
18 Hapettuminen Huokoinen kerros muodostuu kun syntyvän oksidin tilavuus on pienempi kuin hapettuvan metallin. Koska tilavuus on pienempi jää kerrokseen rakoja joiden kautta happi pääsee kosketuksiin metallipinnan kanssa. Jos syntyvän oksidin tilavuus on huomattavasti suurempi kuin hapettuvan metallin, syntyy puristusta minkä seurauksena oksidi lohkeaa pois. Happi pääsee kosketuksiin metallin kanssa. 18
19 Hapettuminen Tiiviin kerroksen edellytys on että syntyvällä oksidilla on sama tilavuus tai hieman suurempi tilavuus kuin hapettuvalla metallilla. Jotta hapettuminen jatkuisi täytyy elektronien, hapen ja metallin kulkea syntyneen oksidikalvon läpi. Koska kalvon paksuus kasvaa, hidastuu hapettuminen aikaa myöten. hapettuminen ei siis täysin lakkaa, mutta sen eteneminen on hallittua. 19
20 Seosaineet ja tulenkestävyys Tulenkestävyyttä parannetaan lisäämällä metalliin seosaineita jotka muuttavat syntyvän oksidikerroksen ominaisuuksia tilavuus oksidikalvon sähkönvastus metallin diffuusio hidastuminen hapen diffuusion hidastuminen 20
21 Tulenkestävän teräkset Kromin lisääminen teräkseen aiheuttaa Cr 2 O 3 oksidin muodostumisen teräksen pintaan. Suurempi kromipitoisuus aiheuttaa paksumman ja suojaavamman kerroksen. Tyypillinen kromipitoisuus on 25%. Kromi suojaa terästä paremmin, jos sen hiilipitoisuus on matala. Muutoin kromi muodostaa mielellään kromikarbideja ja suoja vaikutus häviää. 21
22 Tulenkestävät teräkset Kromin ja nikkelin lisääminen (25% Cr ja 12% Ni) saa aikaan austeniittisen rakenteen joka on ferriittistä rakennetta sitkeämpi kaikissa lämpötiloissa ja lujempi korkeissa lämpötiloissa. Austeniittisen teräksen lämpölaajeneminen on voimakkaampaa kuin ferriittisen. Lämpötilan muutokset aiheuttavat jännityksiä jotka voivat rikkoa suojaavan oksidikerroksen ja aiheuttamaan hilseilyä. Pii ja alumiini seostus parantaa edelleen ferriittisten ja austeniittisten laatujen tulenkestoa. 22
23 Kuumalujat teräkset Niukkahiiliset teräkset sopivat paremmin kuumalujuutta vaativiin käyttökohteisiin, sillä hiilen aikaansaama lujuus häviää korkeissa lämpötiloissa. Lujuutta saadaan lisää 0.5-1% Mo lisäyksellä (kardibierkaumat, Mo suotautuminen raerajoille). Molybdeeni ei paranna hilseilyn kestävyyttä, joten usein käytetään pientä (1%) kromilisäystä Suurempaa kromipitoisuutta käytetään korroosionkeston parantamiseen. Myös martensiittiset ruostumattomat teräkset sopivat korroosion-, hilseilynkeston perusteella kuumalujiksi teräksiksi. 23
24 Austeniittiset ruostumattomat teräkset Austeniittinen kiderakenne kestää virumista ferriittistä paremmin, sillä virumisille ominainen dislokaatioliike on pkk rakenteessa hankalampaa kuin tkk rakenteessa. Austeniittisissa teräksissä ei tapahdu muita mikrorakenne muutoksia kuin rakeenkasvu, joka puolestaan hidastaa virumista. Rakenteessa mahdollisesti oleva ferriitti heikentää ominaisuuksia, joten tavallisesti kuumalujiin austeniittisiin teräksiin lisätään austentiittia suosivia ylimääräisiä seosaineita (Mn, N). 24
25 Teräksen haurausilmiöt Puhtaan raudan raerajamurtuman (intergranular) aiheuttavat epäpuhtaudet Suotautuvat raerajoille esimerkiksi jähmettymisen yhteydessä Happi, rikki, fosfori, seleeni ja telluuri Sinihauraus (blue brittleness) Korkeassa lämpötilassa tapahtuva myötövanheneminen (strainaging) Dislokaatioiden lukkituminen välisija-atomeihin Sammutusvanheneminen (quench ageing) Ferriitti jäähdytetään yksifaasiselta alueelta nopeasti, jolloin hiili jää ylikylläiseksi liuokseksi Vähitellen hiiltä kertyy dislokaatioihin, jolloin kovuus ja lujuus nousevat ja murtovenymä pienenee 25
26 Päästöhauraus Päästölämpötilan nostaminen kasvattaa murtovenymää lineaarisesti kun taas iskusitkeys voi laskea Iskusitkeyden alenemisesta käytetään nimitystä (alempi)päästöhauraus (tempered martensite embrittlement, TME) Ilmiö tapahtuu tyypillisesti lähellä 300 C ja siitä käytetään nimitystä alempi päästöhauraus Ilmiö ei näy myötö- tai murtolujuudessa Syynä voi olla austeniitin raerajoille kertyneiden epäpuhtauksien aiheuttama sementiitin muodostus ja/tai sementiitin muodostuminen martensiittin raerajoille Ilmiö korostuu fosforipitoisuuden kasvaessa 26
27 Alempi päästöhauraus 27
28 Päästöhauraus Seostetun teräksen transiitiolämpötila nousee, jos sitä pidetään pitkään lämpötila-alueella C. Ilmiöstä käytetään nimitystä ylempi päästöhauraus (temper embrittlement) Pienet pitoisuudet tinaa, antimonia, fosforia yhdessä seosaineiden (kromi ja/tai mangaani) altistavat seostetun teräksen ylemmälle päästöhauraudelle. Hiiliteräksissä sitä ei esiinny Syynä ajatellaan olevan edellämainittujen aineiden kertyminen austeniitin raerajoille 28
29 Ylempi päästöhauraus 29
30 Ylempi päästöhauraus Transiitiolämpötilan muuttuuminen teräkselle
31 Vety Vedystä ei ole mitään hyötyä teräksissä, mutta haittaa sitäkin enemmän. Vetyä voi tulla teräkseen Jähmettymisen yhteydessä (vedyn liukoisuus pienenee) Petsauksessa Elektrolyyttisissä pinnoituksissa Vetypitoisista nesteistä tai kaasuista Atomaarinen vety diffudoituu kiderakenteen väljiin kohtiin ja muodostaa vetymolekyylin Sisäinen paine heikentää metallin (Myös muita haitallisia mekanismeja esiintyy) 31
32 Jännityskorroosio Jännityksen ja korroosion esiintymisestä yhtäaikaa käytetään nimitystä jännityskorroosio (stress-corrosion cracking, SCC) Jännitykset voivat olla vaikkapa kylmämuokkauksen aiheuttamia jäännösjännityksiä ja korroosio ilman kosteudesta Jännityskorroosiota esiintyy monilla metalleilla (messinki, karkaistu teräs, alumiini, ruostumaton teräs) Altistava yhdisteet ovat usein klorideita, mutta myös monet muut ovat haitallisia 32
33 Alumiini
34 Alumiinin valmistaminen Alumiinia valmistetaan pääasiassa bauksiitista jota syntyy trooppisissa olosuhteissa silikaattimineraalien rapautuessa. Tärkeimpiä bauksiitin esiintymisalueita ovat: Australia Brasilia Intia Kiina Länsi-Afrikka Venäjä Yhdysvallat Suomessa ei esiinny bauksiittia 34
35 Bauksiitti Jalostetun bauksiitin tyypillinen koostumus on Al 2 O % Fe 2 O 3 <28% SiO 2 <6% TiO 2 <3% H 2 O <12-30% Oksidit esiintyvät bauksiitissa hydratoituneessa muodossa eli esimerkiksi Al 2 O 3 tulee joko Al(OH) tai Al(OH) 3 yhdiste. Rautaoksidi antaa bauksiitille sille tyypillisen punaruskean värin. 35
36 Alumiinioksidin valmistus Ennen kuin bauksiitista saadaan alumiinia se jalostetaan puhtaaksi alumiinioksidiksi. Tyypillisesti käytetään Bayerin prosessia mursakaus kuivaus jauhaminen liuotus natriumhydroksidiin liukenemattomien epäpuhtauksien sakeuttaminen suodatus ja jäähdytys alumiinihydroksidin sakeutuminen natriumhydroksidin poistaminen (pesu) alumiinihydroksidin kuivaus (kalsinointi) 36
37 Alumiinioksidin valmistus 1. Bauksiitti 2. Pyörivä uuni 3. Mylly 4. Sekoittaja 5. Painesäiliö 6. Seostussäiliö 7. Sakeuttaja 8. Sekoitus- ja saostussäiliö 9. Suodatin 10. Kalsinointiuuni 11. Alumiinioksidi 37
38 Alumiinin valmistus Alumiinia ei pystytä pelkistämään hiilen avulla alumiinioksidista (vertaa raudan valmistukseen). Alumiinin ja hapen välinen sidos on vahvempi kuin mitä hiilen ja hapen, joten pelkistämisessä joudutaan käyttämään muita menetelmiä. Tyypillisesti käytetään Hall-Héroult menetelmää, missä alumiinioksidi liuotetaan elektrolyyttiin ja hajotetaan sähkövirralla. Elektrolyyttinä käytetään alumiinifluoridia AlF 3 ja kryoliitia Na 3 AlF 6 38
39 Alumiinin valmistus Katodina käytetään hiilellä vuorattua teräslaatikkoa ja anodina hiiliharkkoa Anodin ja katodin välinen jännite on noin 5V ja virta luokkaa ka Alumiinioksidi hajoaa Al 3+ ja O 2- ioneiksi sähkövirran ja elektrolyytin avulla. Happiionit kulkevat anodille ja reagoivat siellä hiilen kanssa. Hiilimonoksidi poistuu uunista 39
40 Alumiinin valmistus Alumiini-ionit kulkevat katodille ja pelkistyvät alumiiniksi. Sula alumiini on tiheämpää kuin elektrolyytti joten alumiinisulaa kertyy uunin pohjalle. Alumiinioksidia lisätään jatkuvasti kunnes riittävä määrä alumiinia on valmistettu 40
41 Alumiinin valmistus 1000 kg alumiinia tarvitaan 2000 kg alumiinioksidia (eli 4000 kg bauksiittia) kwh sähköenergiaa 550 kg anodihiiltä 30 kg alumiinifluoridia 25 kg kryoliittiä Koska alumiinin valmistamiseen tarvitaan paljon sähköä, valmistetaan alumiinia halvan sähköenergian (vesivoiman) maissa (Norja, Islanti, Kanada, Venezuela) 41
42 Alumiinin kierrätys Alumiini on ihanteellinen materiaali kierrätettäväksi koska sen uudelleen sulattaminen vaatii vain 5% primäärialumiinin valmistamiseen tarvittavasta energiasta. Alumiinin erottelu muista metalleista on helppoa Rauta metalleihin käytetään sähkömagneettia Muut metallit erotetaan tiheyden perusteella Suomessa valmistetaan vuosittain noin tonnia kierrätysalumiini ja 80-90% alumiinivaluista tehdään kierrätetystä alumiinista 42
43 Alumiinin etuja Keveys (tiheys 2.7 g/cm3) Kohtalainen ja laajalla alueella säädettävissä oleva lujuus Hyvä lujuus/painosuhde Soveltuvuus muokattaviksi ja valettaviksi seoksiksi Korroosionkestävyys Poikkileikkaukseltaan monimutkaisten profiilien valmistusmahdollisuus (pursotus) Hitsattavuus Sitkeyden säilyminen matalissakin lämpötiloissa Hyvä sähkön- ja lämmönjohtavuus Kipinöimättömyys Kohtuullisen edullinen hinta 43
44 Alumiinin heikkouksia Alhainen kovuus Heikko kulumiskestävyys ja taipumus tarttumiskulumiseen Alhainen kimmomoduli ja rakenteiden riittämätön jäykkyys Alhainen lämpötilan kesto Alhainen väsymislujuus Alumiinivaluseosten usein alhainen sitkeys Voimakas lämpölaajeneminen vaikeuttaa mm. hitsausta 44
45 Standardit Seosten merkintä: merkintään kuuluvat seuraavat elementit: EN (Euronormi), A (alumiini), W (muokattava seos) tai C (valettava seos), väliviiva, nelinumeroinen tunnus, jonka ensimmäinen numero yksilöi pääseosaineen ja muut numerot kemiallisen koostumuksen, tarvittaessa kansallista poikkeamaa osoittava kirjain sekä toimitustilaa osoittava tunnus esim. EN AW-5052A T4 tai SFS-EN AC T6 Merkintä voi myös perustua kemialliseen koostumukseen siten, että alku on sama kuin edellä, mutta sen jälkeen tulevat seosaineiden kemialliset merkit ja niiden pitoisuus painoprosentteina (pitoisuudeltaan suurin ensiksi mainittuna). Pitoisuus pyöristetään kokonaisluvuksi ja alle prosentin pitoisuutta ei tavallisesti merkitä esim. SFS-EN AW-AlCu4SiMg T4 45
46 Toimitustilat Seoksen tyypin lisäksi ilmoitetaan mahdolliset muokkaus- tai lämpökäsittelyt, sillä niillä on suuri ominaisuuksiin F - Valun tai kuumamuokkausen jälkeinen tila O - Pehmeäksi hehkutus H1x - Muokkauslujitettu, muokkausasteiden merkintöjä H12 20% H14 40% H16 60% H18 80% W - Liuoshehkutettu 46
47 Toimitustilat T1 - Jäähdytetty valmistuksen jälkeen huoneenlämpöön ja vanhentunut luonnollisesti T2 - Kuten T1, mutta kappaletta pn muokattu ennen luonnollista vanhenemista T3 Liuoshehkutettu, kylmämuokattu ja luonnollisesti vanhentunut T4 Liuoshehkutettu ja luonnollisesti vanhennettu T5 - Jäähdytetty valmistuksen jälkeen huoneenlämpöön ja keinovanhennettu T6 Liuoshehkutettu ja keinovanhennettu T7 Liuoshehkutettu ja ylivanhennettu tai stabiloitu T8 Liuoshehkutettu, kylmämuokattu ja keinovanhennettu T T
48 Alumiinin lujittaminen
49 Alumiinin lujittaminen Puhtaan alumiinin mekaaniset ominaisuudet ovat vaatimattomat Myötölujuus 10 MPa Murtolujuus 45 MPa Murtovenymä 50% Mahdolliset lujitusmekanismit Liuoslujitus Kylmämuokkaus Dispersiot Erkaumat 49
50 Alumiinin lujittaminen Liuoslujitus Kertaus: hilaan liuenneet eri kokoiset atomit vääristävät hilaa ja aiheuttavat jännityskentän joka hidastaa dislokaation liikkumista Alumiinilla ei ole aukotonta liukoisuutta muiden alkuaineiden kanssa (kokoero, kiderakenne, elektronegatiivisuusero ja valenssi ei täsmää) Myös seosaineiden liukoisuus huoneen lämpötilassa on pientä Edellytykset liuoslujitukselle pienet (vertaa kupariseoksiin) 50
51 51
52 Alumiinin lujittaminen Liuoslujittamista käytetään pääasiassa 5000 sarjan seoksissa 1060 (99.60 Al min) 5005 (0.8Mg) 5457 (1.0Mg-0.30Mn) 5050 (1.4Mg) 5052 (2.5Mg-0.25Cr) 5154 (3.5Mg-0.25Cr) 5086 (4.0Mg-0.4Mn-0.15Cr) 5182 (4.5Mg-0.35Mn) 5083 (4.4Mg-0.7Mn-0.15Cr) 5056 (5.0Mg-0.1Mn-0.1Cr) 5456 (5.1Mg-0.8Mn-0.12Cr) 52
53 Alumiinin lujittaminen Kylmämuokkaus Kertaus: plastinen muodonmuutos lisää dislokaatioden lukumäärää, dislokaatiot huomaavat toistensa jännityskentän ja haittaavat toistensa liikettä 53
54 Alumiinin lujittaminen Kylmämuokkaus Lujuuden nostaminen kylmämuokkaamalla laskee murtovenymää (yllätysyllätys) toisin kuin liuoslujituksessa Luonnollisestikin liuoslujitettuja seoksia voidaan myös kylmämuokata Muokkausasteen merkitsemiseen käytetään tunnuksia Hx1-Hx9 54
55 Alumiinin lujittaminen Raekoon pienentäminen Kertaus: raerajat haittaavat dislokaatioiden liikettä. Monirakeisessa materiaalissa rakeiden muodon täytyy muuttua yhtäaikaa Hall-Petch yhtälö: σ y = σ 0 +k y d
56 Alumiinin lujittaminen Raekoko saadaan pienemmäksi Nopeammalla jäähdyttämisellä Ydintymistä lisäävillä seosaineilla (Ti+B) Eutektisen rakenteen kasvua häiritsesillä seosaineilla (valuseoston modifioinnit) Raerajojen liikkuvuutta laskevilla partikkeleilla 56
57 Alumiinin lujittaminen Kaksifaasirakenne Jähmettymisessä (tai muulloin) syntynyt (kova ja luja) sekundäärinen faasi nostaa lujuutta ja kovuutta Sekundääristä faasia syntyy aineista joiden liukoisuus alumiinin on erittäin pienät (Fe, Ni, Ti, Mn, Cr). Tyypillisesti ne muodostavat metallienvälisen yhdisteen alumiinin tai muiden seosaineiden kanssa. Pienentävät usein sitkeyttä ja korroosion kestoa (jalousero alumiinin nähden) Erkaumakarkaisu Erkaumat voivat aiheuttaa hilarakenteen vääristymisen ja jännityksiä (aivan samoin kuin erikokoiset seosatomit) Dislokaatioliike vaikeutuu 57
58 Erkautuminen Erkaumakarkaisussa lujittavat erkaumat muodostuvat ylikylläisestä jähmeästä liuoksesta Kiderakenne on lähäs sama kuin muualla metallissa, koostumus ja hilamitat muuttuvat tyypillisesti hiukan Erkauman syntymekanismi, koko, muoto ja jakautuminen vaikuttavat seoksen fysikaalisiin, kemiallisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin Kaikki erkaumat eivät ole lujittavia Kaksi faasisen rakenteen syntymisen taustalla on lämpötilan muuttuminen tasapainopiirroksessa yksi faasialueelta kaksi faasiselle Kaikki faasimuutoksen yksi faasisesta kaksi faasiseen eivät ole erkautumisia (esimerkiksi teräksen perliittireaktio) 58
59 59
60 Erkautuminen Erkauman syntyminen alkaa ydintymisenä Ydin voi syntyä sekä heterogeenisesti että homogeenisesti (vertaa jähmettymiseen) Heterogeenisessä ydintymisessä ytimet syntyvät mielellään raerajoille tai rakeen sisällä oleviin kidevirheisiin Homogeenisessä ydintymisessä ytimiä syntyy kaikkialla (Erkauma voi syntyä myös ilman ydintymistä spinodaalisena hajaantumisena joka ei todellakaan kuuluu tämän kurssin alueeseen) Erkauma kasvaa kun siihen diffudoituu lisää atomeja Iso pyöreä erkauma on termodynaamisesti edullisempi kuin pieni ja litteä (vertaa perliitin palloutumiseen) 60
61 61
62 62
63 Erkautuminen Atomitasolla erkauman ja matriisin rajapinta voi olla Koherentti ilman atomitasojen siirtymistä tai orientaation muutosta (a) Koherentti ilman atomitasojen siirtymistä (b) Koherentti (c) Semikoherentti (d) Epäkohrentti (e ja f) 63
64 64
65 Koherentti erkauma Sellainen toisen faasin partikkeli hilassa, jossa hilatasot jatkuvat hilasta erkaumaan tullessa. Hilan tasot ovat samansuuntaisia sekä erkaumassa että hilassa, ja hilaparametrit ovat niin lähellä toisiaan, että hilatasot taipuvat mutteivät katkea 65
66 Epäkoherentti erkauma Toisen faasin partikkeli hilassa, jossa hilatasot katkeavat erkauman ja perushilan välissä Perushilan ja erkauman hilatasojen ei myöskään tarvitse olla samansuuntaisia 66
67 Erkautuminen Lopullisen (stabiilin) erkauman syntyminen tapahtuu tyypillisesti välivaiheiden kautta Mitä enemmän erkauma vääristää hilaa sen hankalammin erkauma syntyy Mitä suurempi erkauma on sitä kauemmin sen syntyminen kestää Ensin syntyy mielellään koherenttierkauma joka ei vääristä hilaa. Sitten hilaa vääristävä koherentti erkauma. Sitten epäkoherenttierkauma. Koherentti erkauma on tyypillisesti metastabiili Epäkoherentti erkauma on stabiili Metastabiilierkauma pyrkii muuttumaan stabiiliksi 67
68 Alumiinin erkaumat Tasapainopiirroksessa voidaan esittää metastabiilien erkaumien solvukset Metastabiilia ei esiinny erkautumisen aikana jos lämpötilan on sen solvuksen yläpuolella Tyyppiesimerkki on Al-Cu seoksen erkautuminen. Ylikylläinen jähmeäliuos GP vyöhyke θ erkauma θ erkauma θ erkauma 68
69 Erkautuminen Erkaumien lujittava vaikutus perustuu hilan vääristymiseen ja siten dislokaatioliikkeen hankaloittamiseen Mitä enemmän ja tiheämmässä erkaumia, sitä suurempi kovuus Mitä enemmän hila vääristyy (θ tehokkaampi kuin GB), sitä suurempi kovuus Erkauman koon kasvaminen pidentään niiden välimatkaa (dislokaatiot pääsevät läpi), jolloin kovuus laskee Epäkohrettierkauma ei vääristä hilaa juuri lainkaan. Niiden koko on suuri joten tiheysjakauma pieni. Kovuus laskee 69
70 Al erkautuskarkaisu 70
71 Al erkautuskarkaisu 71
72 Erkautuminen Mitä korkeammassa lämpötilassa erkaumat syntyvät sen suuremmiksi ne muodostuvat Enemmän aikaa diffuusiolle Ensimmäiset erkaumat syntyvät kauemmaksi toisistaan Pienempi maksimikovuus Maksimikovuus saavutetaan aikaisemmin, ylivanheneminen tapahtuu aikaisemmin 72
73 Al-4Cu 73
74 Alumiinin erkauma Joillain seoksilla ei esiinny erkaumia Joillain seoksilla erkaumat syntyvät itsestään huoneen lämpötilassa (luonnollinen vanheneminen) Erkaumien koon kasvaminen jatkuu kunnes ne muuttuvat liian suuriksi epäkoherenteiksi erkaumiksi (ylivanheneminen) Joillain seoksilla lämpötilaa pitää nostaa jotta erkaumia syntyisi (keinovanhennus) Erkaumat eivät enään kasva käyttölämpötilassa jolloin ylivanhenemista ei synny 74
75 Erkaumat Myös muilla kuin alumiiniseoksilla esiintyy erkautumista. Joitain esimerkkejä Cu-Be Erkautumiskarkenevat ruostumattomat teräkset Maraging teräkset Nikkelialumiinipronssi Superseokset 75
76 Ei erkaumakarkenevat seokset sarja Pursotetut profiilit, alumiinifolio, kemiallinen kestävyys, korroosionkestävyys, sähköjohtavuus, ulkonäköön perustuvat sovellukset Matala lujuus sarja Keskinkertaisen lujuuden seoksia, joilla on hyvä sitkeys ja erinomainen korroosionkestävyys Seostyypit: Al-Mn ja Al-Mn-Mg Folioit, katot, kattilat tyypillisesti seosta 3003 Juomatölkit seosta sarja Al-Mg Hitsatut rakenteet (tankkeja polttoaineella, maidolle, viljalle Paineastiat Korroosionkestävyys (veneet, laivojen rakenteet) sarja muut seokset Myötölujuuksia 1200-H H H MPa MPa MPa 76
77 Erkaumakarkenevat seokset 2000-sarja Al-Cu Al-Cu-Mg sarja Al-Mg-Si sarja Al-Zn-Mg Al-Zn-Mg-Cu Litium seokset Keskilujat hitsattavat seokset Al-Mg-Si Al-Zn-Mg Korkeanlujuuden vaikeasti hitsattavat seokset Al-Cu Al-Cu-Mg Al-Zn-Mg-Cu 77
78 2000- sarja Al-Cu-Mg Alfred Wilm 1906 Berliinissä, Duralumin, Al-3.5Cu-0.5Mg- 0.5Mn, Zeppelin Versio 2017 yhä käytössä 78
79 6000- sarja Al-Mg-Si seokset ovat paljon käytettyjä keskilujia seoksia. Hyvä hitsattavuus Hyvä korroosionkestävyys Ei jännityskorroosiota Pääasiassa ekstruusioita 79
80 7000- sarja Al-Zn-Mg Keskiluja seos Zn:Mg > 1 Hitsattava Suuri lämpötila-alue liuoshehkutukselle (> 350 C) Epäherkkä jäähdytysnopeudelle Vanhenee huoneenlämpötilassa Al-Zn-Mg-Cu Luja seos Korroosionkestävyys hyvä, erityisesti kun Cu ja Zn pitoisuudet pienet. 80
81 Väsyminen Käytetyillä lujittamismenetelmillä ei ole sanottavaa vaikutusta alumiinin tai alumiiniseosten pitkän kes toiän väsymislujuuteen Suhde väsymislujuus/vetomurtolujuus on alumiinilla luokkaa R w /R m = noin , kun se muilla metalleilla vaihtelee pääsääntöisesti välillä Alumiiniseoksen staattisen lujuuden kasvaessa suhdeluvun arvo huononee Korotettu lämpötila alentaa väsymislujuutta Korroosioympäristö (kloridit) vaikuttaa väsymiskestävyyteen 81
82 82
83 Hitsaus Alumiinin hitsauksessa on huomioita muutamia asioita Metalli sulaa matalassa lämpötilassa, joten lämpötilan arvioiminen voi olla hankalaa (teräkset hehkuvat punaisena) Metalli hapettuu helposti ja muodostuva alumiinioksidi sulaa vasta korkeassa lämpötilassa eikä se johda sähköä Oksidikerros poistettava ennen hitsausta Alumiini johtaa hyvin lämpöä, joten sen lämmittäminen paikallisesti sulamispisteeseen on hankalaa Alumiinin lämpölaajenemiskerroin on suuri joten lämmittäminen aiheuttaa merkittäviä muodonmuutoksia 83
84 84
85 Korroosio Korroosionkestävyys perustuu voimakkaaseen passivoitumisilmiöön; reaktiivinen metalli muuttuu hyvin ilmastollista ja makean veden korroosiota kestäväksi. korroosionkestävyys heikkenee seostuksen kasvaessa: haitallisia aineita ovat mm: kupari, rauta, nikkeli, sinkki, (pii+kupari) hyödyllisiä aineita ovat: magnesium (emäksiset + suolapitoiset ympäristöt) mangaani ja kromi (jännityskorroosio) Korroosionkestävyyttä voidaan parantaa anodisointiprosessin avulla 85
86 Anodisoinnissa syntyvä alumiinioksidikerros. 86
87 Anodisoitu alumiinioksidikerros: a) ennen tiivistystä, b) tiivistyksen jälkeen. 87
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
LisätiedotFaasimuutokset ja lämpökäsittelyt
Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt Yksinkertaiset lämpökäsittelyt Pehmeäksihehkutus Nostetaan lämpötilaa Diffuusio voi tapahtua Dislokaatiot palautuvat Materiaali pehmenee Rekristallisaatio Ei ylitetä faasirajoja
LisätiedotEsitiedot. 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
LisätiedotDeformaatio. 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
LisätiedotLapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa
Rikasta pohjoista 10.4.2019 Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Nimi Numero CK45 / C45E (1.1191) 19MnVS6 / 20MnV6 (1.1301) 38MnV6 /
LisätiedotMetallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä
Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä Särmädislokaatio 2 Ruuvidislokaatio 3 Dislokaation jännitystila Dislokaatioiden vuorovaikutus Jännitystila aiheuttaa dislokaatioiden vuorovaikutusta
LisätiedotBinäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta
Tasapainopiirrokset Binäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta Binäärinen tasapaino Kiinteässä tilassa koostumuksesta riippuen kahta faasia Eutektisella koostumuksella ei puuroaluetta Faasiosuudet muuttuvat
LisätiedotTerästen lämpökäsittelyn perusteita
Terästen lämpökäsittelyn perusteita Austeniitin nopea jäähtyminen Tasapainopiirroksen mukaiset faasimuutokset edellyttävät hiilen diffuusiota Austeniitin hajaantuminen nopeasti = ei tasapainon mukaisesti
LisätiedotLuento 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
LisätiedotJotain valimistusmenetelmiä
Jotain valimistusmenetelmiä Kokillivalu (Permanent mold casting) Muottina käytetään usein valurautaa, jonka pinta on päällystetty lämpökestävällä materiaalilla (savi, natriumsilikaatti). Muotit esilämmitetään
LisätiedotKokillivalu (Permanent mold casting) Jotain valimistusmenetelmiä. Painevalu (Diecasting) Painevalu
Jotain valimistusmenetelmiä Kokillivalu (Permanent mold casting) Muottina käytetään usein valurautaa, jonka pinta on päällystetty lämpökestävällä materiaalilla (savi, natriumsilikaatti). Muotit esilämmitetään
LisätiedotDislokaatiot - pikauusinta
Dislokaatiot - pikauusinta Ilman dislokaatioita Kiteen teoreettinen lujuus ~ E/8 Dislokaatiot mahdollistavat deformaation Kaikkien atomisidosten ei tarvitse murtua kerralla Dislokaatio etenee rakeen läpi
LisätiedotRUOSTUMATTOMAT 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
LisätiedotKeskinopea 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
LisätiedotMikä 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
LisätiedotUltralujien 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),
LisätiedotFERRIITTISET 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.
LisätiedotEsitiedot. 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
LisätiedotRaerajalujittuminen LPK / Oulun yliopisto
Raerajalujittuminen 1 Erkautuslujittuminen Epäkoherentti erkauma: kiderakenne poikkeaa matriisin rakenteesta dislokaatiot kaareutuvat erkaumien väleistä TM teräksissä tyypillisesti mikroseosaineiden karbonitridit
LisätiedotUDDEHOLM UNIMAX 1 (5) Yleistä. Käyttökohteet. Mekaaniset ominaisuudet. Ominaisuudet. Fysikaaliset ominaisuudet
1 (5) Yleistä Uddeholm Unimax on kromi/molybdeeni/vanadiini - seosteinen muovimuottiteräs, jonka ominaisuuksia ovat: erinomainen sitkeys kaikissa suunnissa hyvä kulumiskestävyys hyvä mitanpitävyys lämpökäsittelyssä
LisätiedotSEOSAINEIDEN 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
LisätiedotLujat 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,
LisätiedotKon 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
LisätiedotChem-C2400 Luento 3: Faasidiagrammit Ville Jokinen
Chem-C2400 Luento 3: Faasidiagrammit 16.1.2019 Ville Jokinen Oppimistavoitteet Faasidiagrammit ja mikrorakenteen muodostuminen Kahden komponentin faasidiagrammit Sidelinja ja vipusääntö Kolmen faasin reaktiot
LisätiedotValunhankintakoulutus 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
LisätiedotMetallien 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,
LisätiedotMetallit jaksollisessa järjestelmässä
Metallit Metallit käytössä Metallit jaksollisessa järjestelmässä 4 Metallien rakenne Ominaisuudet Hyvin muokattavissa, muovattavissa ja työstettävissä haluttuun muotoon Lujia Verraten korkea lämpötilan
LisätiedotSinkki. 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
LisätiedotEsitiedot. 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
LisätiedotMak 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
LisätiedotKon 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
LisätiedotTERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA.
1 SAVONIA-AMK TEKNIIKKA/ KUOPIO HitSavonia- projekti Seppo Vartiainen Esitelmä paineastiat / hitsausseminaarissa 1.11.05 TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA. Kylmät olosuhteet. Teräksen transitiokäyttäytyminen.
LisätiedotValurauta ja valuteräs
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
LisätiedotMetallit 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
LisätiedotKJR-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
LisätiedotCorthal, 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
LisätiedotRuostumattoman 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
LisätiedotKJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 2
KJR-C2004 materiaalitekniikka Harjoituskierros 2 Pienryhmäharjoitusten aiheet 1. Materiaaliominaisuudet ja tutkimusmenetelmät 2. Metallien deformaatio ja lujittamismekanismit 3. Faasimuutokset 4. Luonnos:
LisätiedotFerriittiset 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
LisätiedotUDDEHOLM VANADIS 6. Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Työkalun suorituskyvyn kannalta
1 (7) Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet Työkalun suorituskyvyn kannalta käyttökohteeseen soveltuva kovuus hyvä kulumiskestävyys hyvä sitkeys estämään työkalun ennenaikainen rikkoutuminen Hyvä kulumiskestävyys
LisätiedotLuento 2 Martensiitti- ja bainiittireaktio
Luento 2 Martensiitti- ja bainiittireaktio Martensiittitransformaatiossa tapahtuvat muodonmuutokset hilassa Martensiittitransformaatiossa tapahtuvat muodonmuutokset hilassa - Martensiitti (tkk, tetragoninen)
LisätiedotFe - 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
LisätiedotMetalliseokset. 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
LisätiedotAlumiinin ominaisuuksia
Alumiini Alumiini Maaperän yleisin metalli Kuuluu kevytmetalleihin Teräksen jälkeen käytetyin metalli Käytetty n. 110 v. Myrkytön Epämagneettinen Kipinöimätön 1 Alumiinin ominaisuuksia Tiheys, ~ teräs/3
LisätiedotYmpäristövaikutteinen murtuminen EAC
Ympäristövaikutteinen murtuminen EAC Ympäristövaikutteinen murtuminen Yleisnimitys vaurioille, joissa ympäristö altistaa ennenaikaiselle vauriolle Lukuisia eri mekanismeja ja tyyppejä Tässä: Jännistyskorroosio
LisätiedotHakemisto. 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...
LisätiedotUDDEHOLM VANADIS 10. Työvälineteräksen kriittiset ominaisuudet. Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Työvälineen suorituskyvyn kannalta
1 (6) Työvälineteräksen kriittiset ominaisuudet Työvälineen suorituskyvyn kannalta käyttökohteeseen soveltuva kovuus hyvä kulumiskestävyys hyvä sitkeys estämään työvälineen ennenaikainen rikkoutuminen
Lisätiedot1. Malmista metalliksi
1. Malmista metalliksi Metallit esiintyvät maaperässä yhdisteinä, mineraaleina Malmiksi sanotaan kiviainesta, joka sisältää jotakin hyödyllistä metallia niin paljon, että sen erottaminen on taloudellisesti
LisätiedotTärkeitä 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
LisätiedotRauno 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
Lisätiedot18 Hakemisto. Hakemisto
18 230 A Alumiini ja ympäristö... 29 Alumiini, kulutus ja käyttö... 13 Alumiini, käyttökohteet - aurinkopaneelit... 19 - folio... 25 - ilmailu ja avaruusteknologia... 28, 29 - juomatölkit... 26 - konepajateollisuus...
LisätiedotKOVAJUOTTEET 2009. Somotec Oy. fosforikupari. hopea. messinki. alumiini. juoksutteet. www.somotec.fi
KOVAJUOTTEET 2009 fosforikupari hopea messinki alumiini juoksutteet Somotec Oy www.somotec.fi SISÄLLYSLUETTELO FOSFORIKUPARIJUOTTEET Phospraz AG 20 Ag 2% (EN 1044: CP105 ). 3 Phospraz AG 50 Ag 5% (EN 1044:
LisätiedotUDDEHOLM VANCRON 40 1 (6) Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Työkalun suorituskyvyn kannalta
1 (6) Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet Työkalun suorituskyvyn kannalta Monissa kylmätyösovelluksissa työkalut on pintakäsitelty kiinnileikkautumisen ja adhesiivisen kulumisen estämiseksi. Ennenaikaisen
Lisätiedot465102A Konetekniikan materiaalit, 5op
465102A Konetekniikan materiaalit, 5op Luento n:o 2 kevytmetallit (Al, Ti, Mg) Timo Kauppi 2 Alumiini 3 Yleistä Alumiini on maankuoren kolmanneksi yleisin alkuaine hapen ja piin jälkeen. Alumiini ei esiinny
LisätiedotLuento 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
LisätiedotTitaani. Titaani. Yleistä. Yleistä
Titaani Sulamislämpötila 1668 C Titaani Hilarakenne Heksagoninen α- faasi 882 C saakka Tilakeskinen β-faasi 882 C yläpuolella Tiheys 4,54 g/cm 3 Kimmokerroin 105 kn/mm 2 Murtolujuus 280 N/mm 2 2 Käytännön
LisätiedotTitaani. Hilarakenne Heksagoninen α- faasi 882 C saakka. Tilakeskinen β-faasi 882 C yläpuolella. Tiheys 4,54 g/cm 3. Kimmokerroin 105 kn/mm 2
Titaani Titaani Sulamislämpötila 1668 C Hilarakenne Heksagoninen α- faasi 882 C saakka Tilakeskinen β-faasi 882 C yläpuolella Tiheys 4,54 g/cm 3 Kimmokerroin 105 kn/mm 2 Murtolujuus 280 N/mm 2 2 Yleistä
LisätiedotMetallurgian perusteita
Metallurgian perusteita Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu Pentti Toivonen, Teknillinen korkeakoulu Korkean laadun saavuttaminen edellyttää sekä rauta että teräsvalujen tuotannossa tiukkaa prosessikuria
LisätiedotMetallit 2005. juha.nykanen@tut.fi
Metallit 2005 juha.nykanen@tut.fi Valettavat alumiiniseokset Tyypilliset valumenetelmät Hiekkavalu Kestomuottivalu (kokillivalu) Painevalu Alumiinivalujen hyviä puolia Pieni tiheys Matala sulamispiste
LisätiedotUDDEHOLM VANADIS 60. Käyttökohteet. Yleistä. Ominaisuudet. Erityisominaisuudet. Taivutuslujuus. Fysikaaliset ominaisuudet 1 (5)
1 (5) Käyttökohteet Uddeholm Vanadis 60 on runsasseosteinen jauhemetallurgisesti valmistettu pikateräs, joka sisältää kobolttia. Se sopii erittäin hyvin vaativiin kylmätyösovelluksiin, joissa vaaditaan
LisätiedotUDDEHOLM DIEVAR 1 (7) Yleistä. Ominaisuudet. Suulakepuristustyövälineet. Kuumataontatyövälineet. Työvälineensuorituskykyä parantavat ominaisuudet
1 (7) Yleistä Uddeholm Dievar on suorituskykyinen kromi/molybdeeni/ vanadiini- seosteinen kuumatyöteräs, jolla on erittäin hyvä kestävyys kuumahalkeilua, yksittäisiä suuria halkeamia, kuumakulumista ja
LisätiedotEsipuhe. 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
LisätiedotUDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA. Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Käyttökohteet. Ominaisuudet. Yleistä. Työkalun suorituskyvyn kannalta
1 (6) Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet Ohjeanalyysi % Toimitustila C 1,4 Si 0,4 Mn 0,4 Cr 4,7 Mo 3,5 pehmeäksihehkutettu noin 230 HB V 3,7 Työkalun suorituskyvyn kannalta käyttökohteeseen soveltuva
LisätiedotMetallien ominaisuudet ja rakenne
Metallien Kemia 25 Metallien ominaisuudet ja rakenne Metallit ovat käyttökelpoisia materiaaleja. Niiden ominaisuudet johtuvat metallin rakennetta koossa pitävästä metallisidoksesta. Metalleja käytetään
LisätiedotKon 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
LisätiedotMetallit 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,
LisätiedotTig 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
LisätiedotTERÄKSISTÄ Terästen luokittelusta
TERÄKSISTÄ Terästen luokittelusta Seostamattomat teräkset (niukkaseosteiset teräkset) Ruostumattomat teräkset Mangaaniteräkset Pikateräkset Työkaluteräkset Kuumalujat teräkset Tulenkestävät teräkset 1
LisätiedotFerriittisten ruostumattomien terästen hitsattavuus ja hitsialueen muovattavuus
Ferriittisten ruostumattomien terästen hitsattavuus ja hitsialueen muovattavuus Severi Anttila Oulun yliopiston terästutkimuskeskus,konetekniikan osasto, Materiaalitekniikan laboratorio Johdanto Ferriittiset
LisätiedotMIG 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
LisätiedotLuento 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)
LisätiedotUDDEHOLM CALDIE 1 (6) Yleistä. Ominaisuudet. Fysikaaliset ominaisuudet. Käyttökohteet. Puristuslujuus. Lohkeilunkestävyys. Kylmätyöstösovellukset
1 (6) Yleistä Uddeholm Caldie on kromi/molybdeeni/vanadiini seosteinen teräs, jonka ominaisuuksia ovat erittäin hyvä lohkeilun- ja halkeilun kestävyys hyvä kulumiskestävyys suuri kovuus (> 60 HRC) korkeassa
LisätiedotLuku 5: Diffuusio kiinteissä aineissa
Luku 5: Diffuusio kiinteissä aineissa Käsiteltävät aiheet... Mitä on diffuusio? Miksi sillä on tärkeä merkitys erilaisissa käsittelyissä? Miten diffuusionopeutta voidaan ennustaa? Miten diffuusio riippuu
LisätiedotUDDEHOLM ORVAR SUPREME 1 (6) Yleistä. Käyttökohteet. Työkalun suorituskykyä parantavat ominaisuudet
1 (6) Yleistä Käyttökohteet Uddeholm Orvar Supreme on kromi/molybdeeni/vanadiini -seosteinen teräs, jonka ominaisuuksia ovat: hyvä lämpökuormituksen ja termisen väsymisen kestävyys suuri lujuus korkeissa
LisätiedotTeräkset 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,
LisätiedotSulametallurgia (Secondary steelmaking)
Sulametallurgia (Secondary steelmaking) 1 Senkkauuni Raahessa näytteenotto/ happi- ja lämpötilanmittaus seosainejärjestelmä apulanssi 3-4 C/min 20 MVA 105-125 t Ar langansyöttö Panoskoko 125 t (min 70
LisätiedotUDDEHOLM MIRRAX ESR 1 (5) Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Fysikaaliset ominaisuudet. Vetolujuus huoneenlämpötilassa.
1 (5) Yleistä Muovimuotteihin kohdistuu yhä suurempia vaati muksia. Niinpä muotteihin käytettyjen terästen on samanaikaisesti oltava sitkeitä, korroosionkestäviä ja suureltakin poikkileikkaukselta tasaisesti
LisätiedotC.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
LisätiedotCHEM-C2400 MATERIAALIT SIDOKSESTA RAKENTEESEEN (5 op) Laskuharjoitus 1
CHEM-C2400 MATERIAALIT SIDOKSESTA RAKENTEESEEN (5 op) Laskuharjoitus 1 Kristallografiaa 1. Suunnan millerin indeksit (ja siten siis suunta) lasketaan vähentämällä loppupisteen koordinaateista alkupisteen
LisätiedotKorjaushitsauskäsikirja
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
LisätiedotKon Teräkset Harjoituskierros 7. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka
Kon-67.3110 Teräkset Harjoituskierros 7. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka Hammaspyörät Suunnittelustandardit Euroopassa esimerkiksi: ISO 6336-1 5
LisätiedotMakroskooppinen approksimaatio
Deformaatio 3 Makroskooppinen approksimaatio 4 Makroskooppinen mikroskooppinen Homogeeninen Isotrooppinen Elastinen Epähomogeeninen Anisotrooppinen Inelastinen 5 Elastinen anisotropia Material 2(s 11
LisätiedotRauta-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
LisätiedotKäsitteitä. Hapetusluku = kuvitteellinen varaus, jonka atomi saa elektronin siirtyessä
Sähkökemia Nopea kertaus! Mitä seuraavat käsitteet tarkoittivatkaan? a) Hapettuminen b) Pelkistyminen c) Hapetusluku d) Elektrolyytti e) Epäjalometalli f) Jalometalli Käsitteitä Hapettuminen = elektronin
LisätiedotMETALLITUOTTEIDEN MAALAUS MAALATTAVAT METALLIT. Copyright Isto Jokinen. Käyttö opetuksessa tekijän luvalla
METALLITUOTTEIDEN MAALAUS MAALATTAVAT METALLIT 1 YLEISIMMÄT MAALATTAVAT METALLIT 1. Kylmävalssattu teräs 2. Kuumavalssattu teräs 3. Sinkitty teräs 4. Valurauta 5. Alumiini Myös ruostumatonta terästä, anodisoitua
LisätiedotFaasialueiden 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
LisätiedotSuprajohteet. 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
Lisätiedot17VV VV Veden lämpötila 14,2 12,7 14,2 13,9 C Esikäsittely, suodatus (0,45 µm) ok ok ok ok L. ph 7,1 6,9 7,1 7,1 RA2000¹ L
1/5 Boliden Kevitsa Mining Oy Kevitsantie 730 99670 PETKULA Tutkimuksen nimi: Kevitsan vesistötarkkailu 2017, elokuu Näytteenottopvm: 22.8.2017 Näyte saapui: 23.8.2017 Näytteenottaja: Eerikki Tervo Analysointi
Lisätiedot17VV VV 01021
Pvm: 4.5.2017 1/5 Boliden Kevitsa Mining Oy Kevitsantie 730 99670 PETKULA Tutkimuksen nimi: Kevitsan vesistötarkkailu 2017, huhtikuu Näytteenottopvm: 4.4.2017 Näyte saapui: 6.4.2017 Näytteenottaja: Mika
LisätiedotElektrolyysi Anodilla tapahtuu aina hapettuminen ja katodilla pelkistyminen!
Elektrolyysi MATERIAALIT JA TEKNOLOGIA, KE4 Monet kemialliset reaktiot ovat palautuvia eli reversiibeleitä. Jo sähkökemian syntyvaiheessa oivallettiin, että on mahdollista rakentaa kahdenlaisia sähkökemiallisia
LisätiedotKulutusta kestävät teräkset
Kulutusta kestävät teräkset durostat Muutokset mahdollisia ilman eri ilmoitusta. Alkuperäinen englanninkielinen versio osoitteessa www.voestalpine.com/grobblech Tekniset toimitusehdot durostat Kesäkuu
LisätiedotPehmeä 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
LisätiedotValujen lämpökäsittely
Valujen lämpökäsittely Lämpökäsittelyillä muutetaan materiaalin ominaisuuksia, lujuutta, sitkeyttä ja työstettävyyttä. Lämpökäsiteltävyyden ja lämpökäsittelyn käytön suhteen materiaalit voidaan jakaa ryhmiin
LisätiedotI. 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
LisätiedotB.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
LisätiedotAlumiinivalujen raaka-ainestandardit
www.alteams.com Mitä on standardi? Normi, Normaalityyppi Vakio-, yleis- Voiko standardista poiketa? Miksei voisi, kun asiakkaan ja toimittajan kanssa näin sovitaan, esimerkiksi kustannusten pienentämiseksi
LisätiedotLuento 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
LisätiedotKon Teräkset Harjoituskierros 6.
Kon-67.3110 Teräkset Harjoituskierros 6. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka Viikkoharjoitus #6 - kysymykset Mitä on karkaisu? Miten karkaisu suunnitellaan?
LisätiedotPuhtaat aineet ja seokset
Puhtaat aineet ja seokset KEMIAA KAIKKIALLA, KE1 Määritelmä: Puhdas aine sisältää vain yhtä alkuainetta tai yhdistettä. Esimerkiksi rautatanko sisältää vain Fe-atomeita ja ruokasuola vain NaCl-ioniyhdistettä
Lisätiedot