Martensiittiset ruostumattomat teräkset luentomateriaali 26.4.2009. Kemi-Tornion AMK



Samankaltaiset tiedostot
RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET

Rauta-hiili tasapainopiirros

Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt

BÖHLER M390 MICROCLEAN kemiallinen koostumus ja vastaavat normit.

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

Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla

Terästen lämpökäsittelyn perusteita

LUJIEN TERÄSTEN HITSAUSMETALLURGIA

Binäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta

Valurauta ja valuteräs

UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA. Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Käyttökohteet. Ominaisuudet. Yleistä. Työkalun suorituskyvyn kannalta

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

Dislokaatiot - pikauusinta

Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa

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

Chem-C2400 Luento 3: Faasidiagrammit Ville Jokinen

Teräs metalli. Teräksen kiteinen rakenne

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

Rauno Toppila. Kirjallisuusselvitys. Ferriittiset ruostumattomat teräkset

Luento 11 Lujien terästen kehitystrendit

Kon Teräkset Harjoituskierros 6.

Corthal, Thaloy ja Stellite

Metallurgian perusteita

Keskinopea jäähtyminen: A => Bainiitti

Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset

Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset

Ultralujien terästen hitsausmetallurgia

Esitiedot. Epäselviä termejä. Muista henkilötietosi. Yksi tunnistamaton vastaus

Ferriittiset ruostumattomat teräkset ja niiden hitsaus. May 12,

Mak Sovellettu materiaalitiede

Luento 5 Hiiliteräkset

Esipuhe. Helsingissä heinäkuussa 2004 Lämpökäsittelyn toimialaryhmä Teknologiateollisuus ry

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

Raerajalujittuminen LPK / Oulun yliopisto

Metallit jaksollisessa järjestelmässä

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

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

Metallit

FERRIITTISET RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET.

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

Faasipiirrokset, osa 1: Laatiminen sekä 1-komponenttipiirrosten tulkinta

Ruostumattomat ja haponkestävät neliöputket Welded stainless steel square tubes

Luento 2 Martensiitti- ja bainiittireaktio

B.3 Terästen hitsattavuus

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

Kuparimetallit. Kupari

Matematiikan tukikurssi

Sulamisen ja jähmettymisen tarkastelu faasipiirroksia hyödyntäen

METALLITUOTTEIDEN MAALAUS

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

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

Esitiedot. Luento 6. Esitiedot

Sulametallurgia (Secondary steelmaking)

KALKKIA JA DOLOMIITTIA TERÄSTEOLLISUUDELLE

Kon Teräkset Harjoituskierros 7. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka

Luku 3: Virheetön kide

Joitain materiaaleja Kriittinen lämpötila

SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSET TERÄSTEN HITSATTAVUUTEEN. MIKRORAKENTEEN MUUTOKSET HITSAUSLIITOKSESSA.

LUJAT TERÄSVALUT JA NIIDEN HITSAUS

PINTAKÄSITTELY PUHALLUSAINEET

Puukkoteräkset. Juha Perttula. Juha Perttula, Puukkoteräkset 1

Luonnollisten lukujen laskutoimitusten määrittely Peanon aksioomien pohjalta

Terästen lämpökäsittelyt

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

Chem-C2400 Luento 2: Kiderakenteet Ville Jokinen

MAA10 HARJOITUSTEHTÄVIÄ

SUOJAKAASUN VAIKUTUS FERRIITTISEN RUOSTUMATTOMAN TERÄKSEN LASERHITSIN OMINAISUUKSIIN

Ruostumattomat teräkset luento SHY Oulun paikallisosaston 50 v. juhlaseminaarissa

Valurautojen lämpökäsittelyt. SVY opintopäivät Kaisu Soivio

Ferriittisten ruostumattomien terästen hitsattavuus ja hitsialueen muovattavuus

Pehmeä magneettiset materiaalit

Ohutlevymateriaalien korroosio merivesiolosuhteissa

Esitiedot. Esitiedot. Kromiseostuksen vaikutukset teräksissä

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

Metallit

Liukeneminen

Lisää segmenttipuusta

2.2 Täydellinen yhtälö. Ratkaisukaava

Käyttöjärjestelmät: Virtuaalimuisti

UDDEHOLM VANCRON 40 1 (6) Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Työkalun suorituskyvyn kannalta

Osaamista ajoneuvoteollisuuden kanssa ConceptCar. Jukka Joutsenvaara

Epäyhtälön molemmille puolille voidaan lisätä sama luku: kaikilla reaaliluvuilla a, b ja c on voimassa a < b a + c < b + c ja a b a + c b + c.

Marjan makuisia koruja rautalangasta ja helmistä -Portfolio

Mak Materiaalitieteen perusteet

Faasialueiden nimeäminen/tunnistaminen (eutek1sessa) tasapainopiirroksessa yleises1

TERÄKSISTÄ Terästen luokittelusta

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 2

Tuomas Laakko FOSFATOIDUN TERÄSLANGAN VASTUSHITSAUS

CCT -diagrammi. Austeniitti. Lämpötila. Martensiitti. Aika Hiiliekvivalentti kasvaa (CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15) Hitsattavuus huononee

Esimerkkejä derivoinnin ketjusäännöstä

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

Aluksi Kahden muuttujan lineaarinen epäyhtälö

TUOTELUETTELO PYÖRÖTERÄKSET

PATTERIVENTTIILIT / ESISÄÄDETTÄVÄT PATTERIVENTTIILIT

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

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

Hyvä vesihuoltohanke, suunnittelijan näkökulma

TILASTOLLINEN LAADUNVALVONTA

Materiaalifysiikan perusteet P Ratkaisut 1, Kevät 2017

Syksyn aloituskampanjat lippukunnissa

Transkriptio:

Martensiittiset ruostumattomat teräkset luentomateriaali 26.4.2009 Kemi-Tornion AMK Timo Kauppi 2009 1

muistiinpanoja 2

yleistä Puukkomateraalit kehittyvät. Ensin tulivat hiiliteräkset, sitten seostetut teräkset ja nyt kehityksen painopiste on ruostumattomien puukkoterästen kehittäminen. Asiakkaat haluavat uusia high-tech teriä ja niistä on maailmalla pulaa - materiaalia joutuu odottamaan. Kauneutta ja erikoisuutta haetaan ns. damaskiteräksistä. Uusia materiaaleja tulee jatkuvasti. Enää ei tarvitse tehdä kompromissia ruostumattomuuden ja terän kestävyyden välillä. Tämän asian korjasi esim. ATS-34, joka oli 'viimeisin sana' vuosituhannen vaihteessa, mutta saamme vielä ihmetellä sitäkin kestävämpää materiaalia. http://www.terasrenki.com/teras/index.html 3

muistiinpanoja 4

yleistä Kehityksen tavoite näyttää olevan ruostumattomat teräslaadut, jotka kykenevät säilyttämään yhtä aikaa sitkeyden, terävyyden ja ruostumattomuuden. Nämä ovat käyttökovuudeltaan HRC 59-62. Lisäksi kehitetään terävyyden säilyttäviä, pehmeämpia laatuja: esim. HRC 55-58 kovuisia. Uudet materiaalit kohottavat puukontekijöiden ammattitaitoa. Niihin voidaan soveltaa uusia 'uusia' menetelmiä (kuten jäädyttämistä) ja onnistumisen varmistaa huolellinen lämpökäsittely. Uusia ruostumattomia erikoismateriaaleja on useita. Niiden käsittelyn vaativuus vaihtelee. Esimerkiksi ATS- 34 on vaativuudeltaan keskiluokkaa uusien supermateriaalien joukossa. http://www.terasrenki.com/teras/index.html 5

muistiinpanoja 6

yleistä Puukkoteräkset voidaan luokitella neljään ryhmään: 1) hiiliteräkset 2) ruostumattomat teräkset 3) seostetut teräkset 4) damaskiteräkset Three knives from Mikov - Czech Republic http://www.damasteel.com/production.html http://www.terasrenki.com/teras/index.html 7

muistiinpanoja 8

hiiliteräkset perinteinen ja jokseenkin helppo raaka-aine puukon- ja veitsen teräksi suojattava käytön jälkeen esim. öljyllä ruostumisen (=korroosion) ehkäisemiseksi kovuus perustuu austeniitin muuttumiseen martensiitiksi γ γ + Fe 3 C α + Fe 3 C http://www.elisanet.fi/harri.nevalainen/tietoisk/lampokasittelyt.htm 9

muistiinpanoja 10

hiiliteräs Metallit ovat kiehtova materiaaliryhmä erityisesti siksi, että niiden ominaisuudet ovat muunneltavissa hyvin laajasti. Metalleja voidaan seostaa keskenään, mutta ennen kaikkea niiden ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa erilaisin lämpökäsittelyin. Ainutlaatuinen tässä suhteessa on teräs, raudan ja hiilen seos. Hiilipitoisuudella on erittäin suuri vaikutus teräksen tärkeisiin ominaisuuksiin, lujuuteen ja sitkeyteen. Hiiliatomien vuorovaikutus rauta-atomien kanssa vaihtelee eri lämpötiloissa ja antaa perustan terästen lämpökäsittelyille kuten karkaisulle ja erilaisille hehkutuksille. Teräksen koostumus, mikrorakenne ja valmistusprosessi vaikuttavat kaikki yhdessä saataviin ominaisuuksiin. http://www.elisanet.fi/harri.nevalainen/tietoisk/lampokasittelyt.htm 11

muistiinpanoja 12

mikrorakenne mikrorakenteeksi kutsutaan rakennetta, jota voidaan tutkia erilaisilla mikroskoopeilla mikrorakennetutkimuksen kohteita ovat mm. metallin kiderakenne sulkeumat erkaumat ainesviat rakennevyöhykkeet mikrorakenne muodostuu sulan jähmettymisen yhteydessä metalleilla lähes aina järjestäytynyt kiderakenne yleisimmin syntyy karkea valurakenne syntyvä rakenne voi olla stabiili tai se voi muuttua lämpötilan laskiessa tai muokkauksen / lämpökäsittelyjen yhteydessä 13

muistiinpanoja 14

metallien rakenne nww.evtek.fi/n/karisv/materiaaliteknologia/luento_04%5b1%5d.ppt kaikki metallit jähmettyvät sulasta tilasta kiteiseen olomuotoon, millä tarkoitetaan sitä, että metalliatomit asettuvat tiettyyn järjestykseen toisiinsa nähden ja tämä järjestys toistuu ideaalisessa kiteessä säännönmukaisesti 15

muistiinpanoja 16

hila http://www.ims.tut.fi/vmv/2004/vmv_3_3.php kiderakenteelle on tyypillistä, että se on säännöllistä ja toistuvaa yksinkertaisinta tällaisen rakenteen muodostavaa yksikköä kutsutaan yksikkökopiksi (unit cell) yksikkökopille voidaan määrittää sivujen pituudet (a,b,c) ja sivujen väliset kulmat (α,β,γ) näitä kutsutaan hilavakioiksi tai hilaparametreiksi (lattice parameter) kiderakennetta kutsutaan myös hilaksi. 17

muistiinpanoja 18

metallien yleisimmät kiderakenteet metallien tärkeimmät kiderakenteet ovat: pintakeskinen kuutiollinen (pkk) tilakeskinen kuutiollinen (tkk) heksagonaalinen tiivispakkaus (htp) tkk -kiderakenne http://departments.kings.edu/chemlab/animation/bcc.html 19

muistiinpanoja 20

pintakeskinen kuutiollinen rakenne pkk (fcc = face centered cubic) tiivispakkaushila omaa erinomaisen kylmämuovattavuuden sitkeä myös matalissa lämpötiloissa suurin tyhjä kolo 41.4% hilan atomin halkaisijasta -> voidaan seostaa suhteellisen helposti korkeissa lämpötiloissa stabiili γ-fe (l. austeniitti), austeniittinen ruostumaton teräs, Al, Ni, Cu, Ag, Pt ja Au ei-magneettinen 21

muistiinpanoja 22

tilakeskinen kuutiollinen rakenne tkk (bcc = body centered cubic) ei sisällä tiiviistipakkautuneita tasoja muovattavuus on kohtalainen voi esiintyä kylmähaurautta suurin tyhjä kolo 29% hilan atomin halkaisijasta -> tähän mahtuu vain vaivoin hiiliatomi matalissa lämpötiloissa stabiili α-fe (l. ferriitti), ferriittinen ruostumaton teräs, Mo, V, Cr magneettinen 23

muistiinpanoja 24

martensiitti martensiitti on austeniitin hajaantumisen tuloksena muodostunut kova ja hauras faasi se on tetragonaalisesti vääristynyttä hiiliylikyllästeistä ferriittiä eli uusi ferriittiin pohjautuva rakenne, johon hiili on jäänyt pakkotilaan martensiitti muodostuu austeniitista alle 220 C lämpötiloissa suurilla jäähtymisnopeuksilla ja matalissa austeniitin hajaantumislämpötiloissa ei diffuusio tapahdu riittävän nopeasti, vaan austeniitti hajaantuu leikkautumismekanismilla leikkautumismekanismi on hyvin nopea ja martensiittia muodostuu erittäin suurillakin jäähtymisnopeuksilla (esim. vesisammutus) http://www.ims.tut.fi/vmv/2004/vmv_4_1.php 25

muistiinpanoja 26

martensiitti martensiitin ja austeniitin yksikkökoppien yhteys, sekä martensiitin tetragonaalisuuden riippuvuus hiilipitoisuudesta on esitetty kuvassa http://www.ims.tut.fi/vmv/2004/vmv_4_1.php 27

muistiinpanoja 28

martensiitti martensiittejä esiintyy teräksellä kahta eri tyyppiä, korkealla hiilipitoisuudella ja/tai hitaammalla jäähtymisnopeudella syntyy levymartensiittia levymartensiitti on ominaisuuksiltaan kovaa ja haurasta ja sillä on taipumus lohkomurtumiseen matalammalla hiilipitoisuudella ja/tai nopeammalla jäähtymisnopeudella syntyy sälemartensiittia sälemartensiitti on kovaa, lujaa ja kohtuullisen sitkeää muodostuneen martensiitin kovuus riippuu hiilipitoisuudesta seuraavassa kalvossa olevan kuvan mukaisesti martensiitti on usein niin haurasta, että sitä pitää sitkistää päästön avulla (lähes aina) http://www.ims.tut.fi/vmv/2004/vmv_4_1.php 29

muistiinpanoja 30

Martensiitti http://www.ims.tut.fi/vmv/2004/vmv_4_1.php 31

muistiinpanoja 32

lämpökäsittelyn vaiheet!!! yksinkertaisen lämpökäsittelyn vaiheet ovat: kuumentaminen pito tavoitelämpötilassa jäähdyttäminen kuumenemiseen vaikuttaa kappaleen muoto ja koko uunin kuumennusteho teräksen koostumus pitoaika aika, jonka kappale on pitolämpötilassa pyritään tasaamaan lämpötila- ja koostumuserot jäähdytys pinnan ja sisäosan välille syntyy lämpötilaeroista johtuen rakenne-eroja ja lämpöjännityksiä 33

muistiinpanoja 34

karkaisu ja päästö kyseessä on ehkä tunnetuin terästen klassisista lämpökäsittelyistä tavoitteena on saada teräkseen suuri kovuus ja martensiittinen rakenne kovuus > 60 HRC saavutetaan hyvä kulumisenkestävyys sitkeys ja muodonmuutoskyky huonoja kovuus riippuu olennaisesti teräksen hiilipitoisuudesta H M = (20 + 60 C%)HRC, pätee kun C% < 0.6% kun C% > 0.6%, jäännösausteniitti pehmentää rakennetta 35

muistiinpanoja 36

karkaisu ja päästö austenitointi l. karkaisuhehkutus, yleensä 30 50 C A 3 :n yläpuolella (rakenne puhtaasti austeniittinen) pitoaika t[min] = 20 + d (ilmauuni), t[min] = 5 + d (suolakylpyuuni), missä d[mm] = kappaleen läpimitta sammutus nopea jäähdytys, jolla varmistetaan, että austeniitti hajaantuu martensiittireaktiolla nopein sammutus saadaan aikaan tekemällä se suolaveteen seosteräkset sammutetaan yleensä öljyyn, mikä ehkäisee repeämien synnyn 37

muistiinpanoja 38

karkaisu ja päästö martensiitti on ominaisuuksiltaan erittäin kovaa mutta haurasta kun %C < 0,1% hiilipitoisuuden eli matalahiilinen martensiitti on käyttökelpoista sitkeysominaisuuksiltaan suoraan karkaisun jälkeen jos %C > 0,2% on päästö välttämätön käyttökelpoisen sitkeyden aikaansaamiseksi parhaaseen kovuuden (kulutuskestävyyden) ja sit-keyden yhdistelmään päästään kun päästölämpötila on alhainen, n. 200 C mikäli päästö suoritetaan korkeammassa lämpötilassa (n. 450-650 C), on kyseessä ns. nuorrutus 39

muistiinpanoja 40

kriittinen jäähtymisnopeus http://www.ims.tut.fi/vmv/2004/vmv_4_1.php 41

muistiinpanoja 42

käytännössä C p-% käyttö karkaisu sammutus päästö HRC 0.5 miekat 830 C öljyyn 225-325 C 44-51 0.5 puukot 830 C öljyyn 100-150 C 54-56 0.6 miekat 830 C öljyyn 275-350 C 44-52 0.6 puukot 830 C öljyyn 100-200 C 55-58 0.8 miekat 830 C öljyyn 330-425 C 44-52 0.8 puukot 830 C öljyyn 150-275 C 56-61 kovuus [HRC] 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 %C = 0.5 %C = 0.6 %C = 0.8 0 100 200 300 400 500 600 700 päästölämpötila [ C] http://www.terasrenki.com/ 43

muistiinpanoja 44

ruostumaton teräs Ruostumaton teräs on puukontekijän kannalta hiiliterästä hankalampi materiaali - mutta käyttäjän näkökulma on toinen: esim. vain aniharvalla on keittiössä enää hiiliteräksestä tehtyjä veitsiä. Ruostumattomasta teräksestä tehdyt puukot kestävät tyylikkäästi myös kala- ja eräretket. Oli aika, jolloin ruostumaton puukonterä oli ainoastaan nätti. Työkaluksi siitä ei ollut. Näin oli, mutta näin ei enää ole. Tämä muutos on niin tuore, että sen ovat huomanneet vasta kaikkein valistuneimmat puukkomestarit ja ulkomailta huippupuukon hankkineet asiakkaat. Esimerkiksi ATS-34 saadaan lämpökäsiteltyä lähes parhaimpien työkaluterästen veroiseksi 45

muistiinpanoja 46

rst yleistä 47

muistiinpanoja 48

ruostumattomat teräkset yleistä 49

muistiinpanoja 50

ruostumattomat teräkset yleistä 51

muistiinpanoja 52

yleisimmät materiaalistandardit 53

muistiinpanoja 54

austeniittiset 55

muistiinpanoja 56

ferriittiset & martensiittiset 57

muistiinpanoja 58

ruostumattomat lisätietoa hyvää terämateriaalia ajatellen tarvitaan suurta kovuutta, tasaisesti jakautuneita karbidierkaumia ja riittävän korkeaa matriisin kromipitoisuutta martensiittinen ruostumaton teräs on tällainen materiaali, kun: hiilipitoisuus on luokkaa 0,6 p-%, kovuuden >60HRC saavuttamiseksi kromipitoisuus on vähintään 12 p-% korroosionkestävyyden takaamiseksi molybdeeniä voidaan seostaa korroosionkestävyyden ja karkenevuuden parantamiseksi ja karbidirakenteen kontrolloimiseksi näiden terästen kovuus perustuu austeniitin muuttumiseen martensiitiksi aivan kuten hiiliterästenkin kyseessä ollessa 59

muistiinpanoja 60

http://app.eng.ubu.ac.th/~edocs/f20061122suriya91.pdf 61

muistiinpanoja 62

hiilen liukoisuus viiva A B kertoo sen kuinka paljon hiiltä liukenee austeniittiin mitä enemmän kromia sitä niukempi liukoisuus on ei pystytä hyödyntämään hiilen martensiittia lujittavaa ominaisuutta A B 1537 C 1093 C 650 C http://app.eng.ubu.ac.th/~edocs/f20061122suriya91.pdf 63

muistiinpanoja 64

ruostumattomat lisätietoa seuraavan sivun isoterminen leikkaus Fe-Cr-C systeemin ternääristä faasitasapainopiirroksesta kertoo mitä faaseja eri Cr- ja C pitoisuuksilla esiintyy 1000 C:ssa täydellinen martensiittimuutos edellyttää, että karkaisuhehkutuksessa saadaan aikaan puhtaasti austeniittinen rakenne (piiroksessa symboli γ) kuvaan on kiinnitetty piste, joka kuvaa AISI 440C tyyppisen teräksen koostumusta havaitaan, että rakenteessa on γ:n ohella myös M 7 C 3 tyyppisiä karbideja sammutuksessa ei saada aikaiseksi täysin martensiittista rakennetta, vaan siellä on myös 1000 C:ssa syntyneitä karbideja 65

muistiinpanoja 66

Fe-Cr-C 1000 C isotermi 67

muistiinpanoja 68

ruostumattomat lisätietoa tasapainopiirroksessa Carbon saturation line faasiraja kertoo kuinka paljon hiiltä austeniitti pystyy liuottamaan ylimäärä hiili muodostaa kromikarbidierkaumia (M 23 C 6, M 7 C 3 ), joita on sitä enemmän mitä kauempana oikealla faasirajasta seos on faasidiagrammista voidaan määrittää austeniitin koostumus siitä muodostuneen martensiitin koostumus on sama; esimerkkinä alla olevassa taulukossa AISI 440C AISI440C %C %Cr basic 1.075 17.0 γ at 1000 C 0.300 11.7 γ at 1100 C 0.500 13.2 http://www.calphad.com/martensitic_stainless_steel_for_knives_part_1.html 69

muistiinpanoja 70

Fe-Cr-C 1100 C isotermi 71

muistiinpanoja 72

ruostumattomat lisätietoa AISI 440C tyypin teräksiin on useasti seostettu n. 0.8 p-% molydeeniä (Mo) seuraavan sivun tasapainopiirroksen mukaisesti Mo seostus laajentaa M 23 C 6 karbidin stabiilisuusaluetta M 7 C 3 :n kustannuksella allaolevassa taulukossa on esitetty C, Cr ja Mo pitoisuudet austeniitissa sekä karbidierkaumien osuus rakenteessa AISI440C (0.8%Mo) %C %Cr %Mo M23C6* M7C3* basic 1.075 17.0 0.8 - - γ at 1000 C 0.320 10.9 0.32 17.2 0 γ at 1100 C 0.520 12.8 0.6 11.6 1.0 * mol-% http://www.calphad.com/martensitic_stainless_steel_for_knives_part_1.html 73

muistiinpanoja 74

Fe-0.8Mo-Cr-C 1000 C isotermi 75

muistiinpanoja 76

AISI 420 tyypin teräkset kromipitoisuus 12 14% hiilipitoisuus min. 0,15% saavutettavat kovuudet: XXHRC (1.4021), 54HRC (1.4028) ja 55HRC (1.4304) %C %Si %Mn %P %S %Cr %Ni %Mo %V %Al %Nb AISI 420, EN 1.4021 min 0.17 0.20 0.30 12.00 0.30 max 0.20 0.50 0.80 0.020 0.010 13.50 0.50 0.20 0.05 0.03 0.05 AISI 420J, EN 1.4028 0.28 12.00 0.35 1.00 1.00 0.045 0.030 14.00 EN 1.4034 min 0.42 0.20 0.70 0.020 12.50 max 0.48 0.40 1.00 0.030 0.030 14.00 77

muistiinpanoja 78

1.4021 http://www.metalravne.com/selector/steels/pk3.html 79

muistiinpanoja 80

1.4021 http://www.metalravne.com/selector/steels/pk3.html 81

muistiinpanoja 82

EN 1.4034 http://www.premium-stahl.de/1.4304.pdf 83

muistiinpanoja 84

EN 1.4034 http://www.premium-stahl.de/1.4304.pdf 85

muistiinpanoja 86

AISI 440 tyypin teräkset kromipitoisuus 16 18% kovuus päästettynä 51HRC (440A), 55HRC (440B), 57HRC (440C) %C %Mn %P %S %Mo %Cr %Si %V %Ni 440-A 0.45-0.75 1.00 max 0.04 max 0.03 max 0.75 max 16-18.00 1.00 - - 440-B 0.75-0.95 1.00 max 0.04 max 0.03 max 0.75 max 16-18.00 1.00 - - 440-C 0.95-1.20 1.00 max 0.040 max 0.030 max 1.00 max 18.00 0.00 - - 440-F 0.95-1.20 1.00 max 0.040 max 0.05 min 1.00 max 18.00 0.40 - - 440- F-SE 440- XH 0.95-1.20 1.00 max 0.040 max 0.030 max 1.00 max 18.00 0.10 min - - 1.60 0.50 - - 0.80 16.00 0.40 0.45 0.35 87

muistiinpanoja 88

AISI 440B karkaisuhehkutus 1000 1050 C päästö 100 300 C 89

muistiinpanoja 90

AISI 440B 91

muistiinpanoja 92

AISI 440B 93

muistiinpanoja 94

AISI 440C vastaava kuin EN 1.4125 korkeampi hiilipitoisuus tuottaa paremman kovuuden karkaisuhehkutus 1010 1065 C päästö 150 370 C 95

muistiinpanoja 96

ATS-34 alunperin Hitachi Steel Companyn tuote HRC 60 61 saavutettavissa hyvä sitkeys vaatii kaksinkertaisen päästön vastaa USA:ssa aiemmin kehitettyä 154-CM terästä erittäin sulkeumapuhdas teräs kaksinkertaisen vakuumikäsittelyn ansiosta (nostaa toki raaka-aineen hintaa) %C %Si %Mn %P %S %Cr %Ni %Mo Crucible 154-CM 1.05 14.00 4.00 ATS-34 1.04 0.41 0.25 0.020 0.030 13.75 3.55 97

muistiinpanoja 98

ruostumattoman teräksen pinnanlaatu pinnanlaatuun (sileys, heijastavuus, ulkonäkö) vaikuttaa ensisijaisesti ruostumattoman teräksen valmistusprosessi levytuotteiden valmistuksessa käytetään valssaustekniikkaa (kuuma- ja kylmävalssaus) teräksen paksuuden pienentämiseen esim. Outokummun Tornion tehtailla ohennetaan n. 175 mm:n paksuinen aihio (n. 25 t painava, 1000 1625 mm leveä ja 10 15m pitkä) kuumavalssaamalla paksuuteen 3 12,5 mm tästä ohentamista jatketaan kylmävalssauksella asiakkaan haluamaan loppumittaan 0,4 6,35 mm valssausprosessi ja sitä seuraava hehkutus ja pinnan puhdistus (mekaaninen hilseenpoisto tai elaktrolyyttinen- /happopeittaus) vaikuttavat ratkaisevasti syntyvään pinnanlaatuun 99

muistiinpanoja 100

ruostumattoman teräksen pinnanlaatu kuumavalssattua, hehkutettua ja peitattua ruostumatonta terästä Ra > 4 µm 71% reduktioon kylmävalssattua ruostumatonta terästä 20% reduktioon kylmävalssattua ruostumatonta terästä Ra = n 0,4 µm 101

muistiinpanoja 102

ruostumattoman teräksen pinnanlaatu kylmävalssattua, hehkutettua, peitattua ja viimeistelyvalssattua ruostumatonta terästä kylmävalssattua, hehkutettua, peitattua ja märkähiottua ruostumatonta terästä Ra = n. 0,3 µm Ra = n 0,3 µm 103

muistiinpanoja 104

pinnankarheus Waterworth A., PhD thesis, University of Huddersfield, 2006 105

muistiinpanoja 106

pinnanlaadut / OTW 107

muistiinpanoja 108

pinnanlaadut / OTW 109

muistiinpanoja 110

1B -pinta Waterworth A., PhD thesis, University of Huddersfield, 2006 kuumavalssattu, hehkutettu ja peitattu 111

muistiinpanoja 112

1B -pinta Waterworth A., PhD thesis, University of Huddersfield, 2006 113

muistiinpanoja 114

1B -pinta rolled 115

muistiinpanoja 116

2B pinta Waterworth A., PhD thesis, University of Huddersfield, 2006 kylmävalssattu, hehkutettu ja peitattu, viimeistelyvalssattu 117

muistiinpanoja 118

2B -pinta Waterworth A., PhD thesis, University of Huddersfield, 2006 laaksot tasanteet 119

muistiinpanoja 120

2B -pinta Waterworth A., PhD thesis, University of Huddersfield, 2006 121

muistiinpanoja 122

2E ja 2B -pinta Profilometrimittaukset 2E; Ra = 3.701 µm 2B; Ra = 0.326 µm 123

muistiinpanoja 124

2B/2E -pinta 2B 2E 125

muistiinpanoja 126

127

muistiinpanoja 128

Damaski teräkset nimitys on peräisin 1700 luvulta, tuolloin sitä käytettiin kuvaamaan keski-idästä tuotuja pintakuviollisia teräksiä kuvioita voitiin tehdä kuviohitsauksella tai sitten kidekuviointia käyttäen http://www.damasteel.com/history.html 129

muistiinpanoja 130

valmistusprosessi - laminointi http://www.damasteel.com/production.html 131

muistiinpanoja 132

valmistusprosessi - laminointi http://www.damasteel.com/production.html 133

muistiinpanoja 134

valmistusprosessi - kuviotaonta laminointi tuottaa yhdensuuntaisen kuvioinnin taottaessa teelmää litteäksi kuviointiin syntyy epäjatkuvuuskohtia jos halutaan kontrolloida syntyvää kuviointia voidaan käyttää kolmea tekniikkaa: kiertotaivutusta, kuviolyöntiä ja kuvioleikkaus (torsion twisting, pattern coining, pattern cutting) http://www.damasteel.com/production.html 135

muistiinpanoja 136

valmistusprosessi - kuviotaonta pattern coining pattern cutting http://www.damasteel.com/production.html 137

muistiinpanoja 138

tuotteet pulverimetallurgiaan perustuva valmistusmenetelmä tuottaa huomattavasti hienomman ja yhtenäisemmän mikrorakenteen seoksessa käytetään tyypillisesti kahta erilaista lähtömateriaalia http://www.damasteel.com/production.html 139

muistiinpanoja 140

tuotteet - kuviot mm. kuvissa esitettyjä kuviointeja saatavissa http://www.damasteel.com/patterns.html 141

muistiinpanoja 142

materiaalit seuraavia perusaineita tuotanto-ohjelmassa: %C %Si %Mn %P %S %Cr %Ni %Mo %V Notice RWL34 1.05 0.50 0.50 14.0 4.00 0.20 PMC27 316L <0.03 0.50 0.50 17.0 12.0 2.50 304L <0.03 0.50 0.50 18.0 9.0 926.x 0.40 1.0 0.20 dark etching 926.x 0.40 1.0 2.0 0.20 bright etching 968.x 0.22 0.20 13.0 AISI 416 968.x 0.23 16.0 3.0 AISI 431 http://www.damasteel.com/steeögrades.html 143

muistiinpanoja 144

RWL34 karkeneva, martensiittinen ruostumaton seos kovuus max. 62HRC VC erkaumat lisäävät kovuutta http://www.damasteel.com/pdf/rwl34-datasheet.pdf 145

muistiinpanoja 146

968.x http://www.damasteel.com/pdf/926-968-datasheet.pdf 147

muistiinpanoja 148

93x.y 149

muistiinpanoja 150

151

152

153

154

http://web.utk.edu/~prack/mse%20300/fec.pdf 155

156

1537 C 1093 C 650 C 157

158

159

Lisätietoja: Kemi-Tornion ammattikorkeakoulu, tekniikka t&k Materiaalien käytettävyyden tutkimusryhmä Timo Kauppi,TkL, tutkijayliopettaja Puh. 050 438 1287 E-mail timo.kauppi@tokem.fi Web-sivut: http://www.tokem.fi/?deptid=14280 aineenkoetuspalvelut tutkimuspalvelut asiantuntija- ja koulutuspalvelut 160