Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa

Samankaltaiset tiedostot
Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt

Terästen lämpökäsittelyn perusteita

Ultralujien terästen hitsausmetallurgia

Keskinopea jäähtyminen: A => Bainiitti

Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset

Binäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta

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

Luento 5 Hiiliteräkset

Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset

Luento 2 Martensiitti- ja bainiittireaktio

Kon Teräkset Viikkoharjoitus 1. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka

Kon Teräkset Harjoituskierros 6.

Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla

Raerajalujittuminen LPK / Oulun yliopisto

Rauta-hiili tasapainopiirros

Esitiedot. Luento 6. Esitiedot

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

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

Dislokaatiot - pikauusinta

RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET

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

Esipuhe. Helsingissä heinäkuussa 2004 Lämpökäsittelyn toimialaryhmä Teknologiateollisuus ry

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

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

Luento 3. Kon Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto

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

Chem-C2400 Luento 3: Faasidiagrammit Ville Jokinen

Valurauta ja valuteräs

Metallit

Tärkeitä tasapainopisteitä

HITSAUSVIRTALÄHTEEN OHJAUS LÄMMÖNTUONNIN JA JATKUVAN JÄÄHTYMISEN S-KÄYRÄN PERUSTEELLA

LUJIEN TERÄSTEN HITSAUSMETALLURGIA

Metallurgian perusteita

SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSET TERÄSTEN HITSATTAVUUTEEN. MIKRORAKENTEEN MUUTOKSET HITSAUSLIITOKSESSA.

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 3

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma

Mak Sovellettu materiaalitiede

Lujat ja erikoislujat termomekaanisesti valssatut hienoraeteräkset

Ultralujien kuumavalssattujen rakenneterästen hitsattavuus - kirjallisuustutkimus

Muottiin karkaisun metallurgia

TUOTELUETTELO PYÖRÖTERÄKSET

B.3 Terästen hitsattavuus

FERRIITTISET RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET.

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

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

PL OULUN YLIOPISTO PUH. (08) TELEKOPIO (08) pentti.karjalainen oulu.fi

Metallit

Ferriittisten ruostumattomien terästen hitsattavuus ja hitsialueen muovattavuus

Vapaataontapuristimien puristusvoima on 80/100, 55 ja 20 meganewtonia. Niillä voidaan takoa jopa 160 tonnin painoisia kappaleita.

Valujen lämpökäsittely

Kon Teräkset Harjoituskierros 7. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka

BUDERUS EDELSTAHL. Buderus Edelstahl GmbH l P.O l D Wetzlar

CHEM-C2400 MATERIAALIT SIDOKSESTA RAKENTEESEEN (5 op) Laskuharjoitus 1

Poijukettingit ja sakkelit LAATUVAATIMUKSET

Termodynaamisten tasapainotarkastelujen tulokset esitetään usein kuvaajina, joissa:

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

TERÄSTEN STANDARDINMUKAISET SEOSAINEPITOISUUDET JA NIIDEN VAIHTELUIDEN VAIKUTUS HITSATTAVUUTEEN

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma. Heidi Koskiniemi

Kulutusta kestävät teräkset

Kuparimetallit. Kupari

Ferriittiset ruostumattomat teräkset ja niiden hitsaus. May 12,

HYDRAULIIKKATUOTTEET

Vapaataontapuristimien puristusvoima on 80/100, 55 ja 20 meganewtonia. Niillä voidaan takoa jopa 160 tonnin painoisia kappaleita.

UDDEHOLM UNIMAX 1 (5) Yleistä. Käyttökohteet. Mekaaniset ominaisuudet. Ominaisuudet. Fysikaaliset ominaisuudet

SYLINTERIPUTKET JA KROMATUT TANGOT

HYDRAULIIKKATUOTTEET

TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA.

Valurautojen lämpökäsittelyt. SVY opintopäivät Kaisu Soivio

UDDEHOLM VANADIS 6. Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Työkalun suorituskyvyn kannalta

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

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

Mak Materiaalitieteen perusteet

Sulametallurgia (Secondary steelmaking)

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

Fysikaaliset ominaisuudet

Metallin rakenteen mallintaminen

POIJUKETTINGIT JA SAKKELIT LAATUVAATIMUKSET

UDDEHOLM DIEVAR 1 (7) Yleistä. Ominaisuudet. Suulakepuristustyövälineet. Kuumataontatyövälineet. Työvälineensuorituskykyä parantavat ominaisuudet

Esitiedot. Valuraudat. Esitiedot. Esitiedot

Ruostumattomat teräkset luento SHY Oulun paikallisosaston 50 v. juhlaseminaarissa

Polarputki kumppanina takaa korkean laadun pyöröteräsvalinnoissa Polarputki on toimittanut pyöröteräksiä suomalaisille

LIIKENNEVIRASTON OHJEITA

Metallit

VAATIVIEN MATERIAALIEN HITSAUS KATTILARAKENTEISSA Hitsaustekniikkapäivät, Tampere Kari Mäkelä

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO LUT School of Energy Systems LUT Kone BK10A0402 Kandidaatintyö

UDDEHOLM VANADIS 10. Työvälineteräksen kriittiset ominaisuudet. Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Työvälineen suorituskyvyn kannalta

Ruostumattomat ja haponkestävät neliöputket Welded stainless steel square tubes

UDDEHOLM MIRRAX ESR 1 (5) Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Fysikaaliset ominaisuudet. Vetolujuus huoneenlämpötilassa.

Ovakon terästen hitsaus

Lujat teräkset seminaari Lujien terästen hitsauksen tutkimus Steelpoliksessa

RUOSTUMATTOMIEN TERÄSTEN MEKAANISET OMINAISUUDET 3/11/13

Teräspaalujen jatkaminen hitsaamalla Laatuvaatimukset ja työn toteutus

KUUMAVALSSATUT TERÄSLEVYT JA -KELAT Terminen leikkaus ja kuumilla oikominen

Korkeiden lämpötilojen teräkset

B.1 Johdatus teräkseen

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 2

LUJIEN TERMOMEKAANISTEN TERÄSTEN HITSAUS JA HITSATTAVUUS

TERÄSVALUJEN HITSAUS: CASE 25CrMo4 THE WELDING OF STEEL CASTINGS: CASE 25CrMo4

Alieutektoidisen teräksen normalisointi

UDDEHOLM ORVAR SUPREME 1 (6) Yleistä. Käyttökohteet. Työkalun suorituskykyä parantavat ominaisuudet

Transkriptio:

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 / 38MnVS6 (1.1303) 15CrMoV5 (1.8521) HY4520 Materiaaliryhmä Järjestysluku 1=teräs Teräsryhmä SFS-EN 10027-1:2016 SFS-EN 10027-2:2015 Raimo Ruoppa 2

Teräksen valmistus Terästen mikrorakenteista Teräksen mikrorakenteeseen ja ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa Seostus Sulan käsittely Muokkaus Lämpökäsittely Jatkokäsittely Ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa laajasti Lujuus Kovuus Sitkeys Muovattavuus Iskunkestävyys Kulumisen kestävyys Korroosion kestävyys jne. Raimo Ruoppa 3

Terästen mikrorakenteista Terästuotteiden käsittelytilaa kuvaavat tunnukset SFS-EN 10027-1:2016 Käsittelytilan tunnus kertoo, miten terästä on prosessoitu Teräs voidaan toimittaa eri käsittelytiloissa Jatkokäsittelyssä voidaan muuttaa tilaa Raimo Ruoppa 4

1000 Terästen mikrorakenteista Fe-C-systeemin tasapainopiirros Austeniitti (γ Fe, pkk, C max =2,1%) Lämpötila( C) Ferriitti 911 723 0,02 Austeniitti + Ferriitti Austeniitti A 3 A 1 Ferriitti+Sementiitti (Perliitti, Bainiitti) 0,8 Austeniitti +Sementiitti C-pitoisuus (p-%) 1,6 Tasapainopiirroksesta nähdään, mikä tai mitkä faasit ovat termodynaamisesti stabiileja tietyllä hiilipitoisuudella tietyssä lämpötilassa Lämpötilan muuttuessa tapahtuu faasimuutoksia Esim. A 3, A 1 ja faasialueiden rajoja A cm Raimo Ruoppa 5 Ferriitti (α Fe: tkk, C max =0,02%) Sementiitti (Fe 3 C, C=6,7%) Perliitti = Ferriitti + Sementiitti Bainiitti = Ferriitti + Sementiitti Martensiitti (α -Fe, tkt, C-ylikylläinen metastabiili faasi)

Terästen mikrorakenteista Lämpötila Austeniitti CCT (Continuous Cooling Temperature) A 1 Bainiitti Ferriitti +Perliitti Seostuksen lisääminen (C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, B ) Faasimuutokset hidastuvat suurempi karkenevuus M s Martensiitti Aika (log t) Hitaassa jäähtymisessä hiili ehtii erkautua, jolloin muodostuu Perliittiä tai Bainiittia Nopeassa jäähtymisessä hiili jää sijoilleen, jolloin syntyy Martensiittia M s :n alapuolella Seostus vaikuttaa kriittiseen jäähtymisnopeuteen Mitä suurempi karkenevuus, sitä paksumpi kappale myös läpikarkenee Raimo Ruoppa 6

Terästen mikrorakenteista A 1 Austeniitin hajaantuminen Ferriitti + Perliitti Bainiitti Martensiitti F P Ferriitti+ Sementiitti B Ferriitti+Sementiitti Jäähtymisnopeus kasvaa Miekk-ojan metallioppi R p = 300 MPa R m = 500 MPa Lujuus ja kovuus kasvaa, sitkeys pienenee R p = 1500 MPa R m = 1800 MPa Raimo Ruoppa 7

Terästen mikrorakenteista Nuorrutus (+QT) Karkaisu eli austenointi + sammutus (+Q) -> Martensiitti (luja, mutta hauras) Päästö 200 600 C (+QT) Matalassa lämpötilassa Päästömartensiittia Korkeassa lämpötilassa Ferriittiä + Sementiittiä Lujuus ja kovuus laskee, sitkeys paranee Raimo Ruoppa 8 Terästen lämpökäsittelyt - Teknologiateollisuus

Terästen mikrorakenteista Normalisointi (+N) Terästen lämpökäsittelyt - Teknologiateollisuus Hidas kuumennus T>A 3, hidas jäähdytys Tavoitteena raekoko pienentäminen, Ferriitti+Perliitti Mekaaniset ominaisuudet paranee Raimo Ruoppa 9

Hiiliekvivalentti SFS-EN 10025-1 CCCCCC = CC + MMMM 6 Hitsattavuudesta + (CCCC + MMMM + VV) 5 + (NNNN + CCCC) 15 Suuri hiiliekvivalentti -> Ferriitin ja Perliitin muodostuminen hidastuu Hitsin jäähtyessä muodostuu helpommin Martensiittia (hauras) Hitsattavuus huononee Karkeneminen riippuu jäähtymisnopeudesta (CCT-käyrät) t 8/5 = aika, jossa hitsin lämpötila laskee 800 C:sta 500 C:een (faasimuutokset tapahtuu ko. lämpötila-alueella) Paksu levy -> pienempi t 8/5 -> karkeneminen voimakkaampaa Lämmöntuonti Q (kj/mm) Q kasvaa -> suurempi t 8/5 -> vähäisempi karkeneminen, iskusitkeys huononee Liitosmuoto vaikuttaa jäähtymisnopeuteen Esilämmitys -> hitaampi jäähtyminen -> suurempi t 8/5 -> karkeneminen vähenee Mikrorakenteen hallinta Raimo Ruoppa 10

Hitsattavuudesta Teräksen hitsattavuus on tärkeä materiaaliominaisuus, joka tulee ottaa huomioon materiaaleja ja valmistusmenetelmiä valittaessa Teräksen hitsattavuus on hyvä, kun siihen voidaan valmistaa ilman erityistoimenpiteitä hitsausliitos, joka paikallisilta ominaisuuksiltaan ja rakenteeseen kohdistuvilta vaikutuksiltaan täyttää asetetut vaatimukset Parempi hitsattavuus merkitsee väljempiä rajoja esim. hitsausmenetelmien ja lämmöntuonnin suhteen ja lisäaineiden valinnalle sekä pienempiä kustannuksia erilaisten ongelmien välttämiseksi Perinteiset raja-arvot: CEV < 0,41 hyvä hitsattavuus 0,41 < CEV < 0,45 kohtalainen hitsattavuus CEV > 0,45 on huono hitsattavuus Noudattamalla ohjeistusta voidaan myös huonosti hitsattavaa terästä hitsata!

CK45 / C45E (1.1191) Teräkset Seostamaton nuorrutusteräs SFS-EN ISO 683-1:2018 (korvannut standardin SFS-EN 10083-2:2006) Koostumus C Mn Si S P V Ni Cr Mo Cu 0.42-0.50 0.50-0.80 0.10-0.40 0.035 0.025 CEV = 0,72 Ferriitti + Sementiitti (+QT) / Ferriitti + Perliitti (+A /+N) Mekaaniset ominaisuudet +QT Rp 430 MPa Rm 650 800 MPa A 14% 0.40 +N Rp 305 MPa Rm 580 MPa A 16% 0.40 0.10 0.30 Raimo Ruoppa 12

Teräkset 19MnVS6 / 20MnV6 (1.1301) Mikroseostettu erkautuskarkeneva teräs SFS-EN 10267:1998 Koostumus C Mn Si S P V Ni Cr Mo N 0.15-0.22 1.20-1.60 0.15-0.80 0.02-0.06 0.025 0.08-0.20 CEV = 0,53 S -> koneistettavuus Ferriitti + Perliitti (Bainiitti + Martensiitti) (+P) Mekaaniset ominaisuudet Rp 390 MPa Rm 600 750 MPa A 16% 0.30 0.08 0.01-0.02 Raimo Ruoppa 13

Teräkset 38MnVS6 / 38MnV6 (1.1303) Mikroseostettu erkautuskarkeneva teräs SFS-EN 10267:1998 Koostumus C Mn Si S P V Ni Cr Mo N 0.34-0.41 1.20-1.60 0.15-0.80 0.02-0.06 0.025 0.08-0.20 CEV = 0,72 S -> koneistettavuus Ferriitti + Perliitti (Bainiitti + Martensiitti) (+P) Mekaaniset ominaisuudet Rp 520 MPa Rm 800 950 MPa A 12% 0.30 0.08 0.01-0.02 Raimo Ruoppa 14

15CrMoV5 (1.8521) Teräkset Typetysteräs (pintakarkaisu) DIN 17211 (korvattu standardilla SFS-EN 10085:2001, jossa tätä ei ole) Koostumus C Mn Si S P V Ni Cr Mo N 0.13-0.18 0.80-1.10 0.40 0.030 0.025 0.20-0.30 1.20-1.50 0.80 1.10 CEV = 0,82 Ferriitti + Sementiitti (+QT) Mekaaniset ominaisuudet Rp 750 MPa Rm 900-1100 Mpa A 10% Pintakarkaisu N-atmosfääri -> Cr, Mo, V muodostavat nitridejä Pintakovuus 800HV 1 Raimo Ruoppa 15

HY4520 Teräkset Mikroseostettu teräs Jiangsu New Heyi Machinery Co., Ltd ISO 9001:2008 Koostumus C Mn Si S P V Ni Cr Mo Cu 0.40-0.48 0.80-1.40 0.15-0.35 0.035 0.035 CEV = 0,77 Ferriitti + Perliitti, ei nuorrutettu Mekaaniset ominaisuudet Rp 520 MPa Rm 750 900 MPa A 17% Kromipinnoitus 20-30µm Pintakovuus 850-1150HV 1 0.15 0.25 0.25 0.15 0.25 Raimo Ruoppa 16

Kiitos! Kysymyksiä? Raimo Ruoppa 17