Valurautojen lämpökäsittelyt. SVY opintopäivät Kaisu Soivio

Samankaltaiset tiedostot
Terästen lämpökäsittelyn perusteita

Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt

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

Valujen lämpökäsittely

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

Valujen raaka-ainestandardit - Valurauta

Valurauta ja valuteräs

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

Binäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta

Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa

Keskinopea jäähtyminen: A => Bainiitti

Liuoslujitettujen ferriittisten pallografiittivalurautojen austemperoitavuus

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

Esipuhe. Helsingissä heinäkuussa 2004 Lämpökäsittelyn toimialaryhmä Teknologiateollisuus ry

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

RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET

Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla

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

Valuraudat.

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

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

Korkealämpötilaprosessit

Kon Teräkset Harjoituskierros 6.

Metallit

Dislokaatiot - pikauusinta

Metallit

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

Esitiedot. Luento 6. Esitiedot

Rauta-hiili tasapainopiirros

Terästen lämpökäsittelyt

Luento 5 Hiiliteräkset

Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset

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

Metallurgian perusteita

Raerajalujittuminen LPK / Oulun yliopisto

Metallit

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

Kon Teräkset Harjoituskierros 7. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka

Esitiedot. Valuraudat. Esitiedot. Esitiedot

Mak Sovellettu materiaalitiede

Ultralujien terästen hitsausmetallurgia

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 3

KUUMATYÖTERÄS BÖHLER W403 VMR

Luento 2 Martensiitti- ja bainiittireaktio

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

Valurautojen mikrorakenteet ja niiden määräytyminen valussa

Chem-C2400 Luento 3: Faasidiagrammit Ville Jokinen

Tarkastusmenetelmät. ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök

Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset

Kon Teräkset Viikkoharjoitus 1. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka

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

Lastuttavien aineiden jaottelu

Muottiin karkaisun metallurgia

Fysikaaliset ominaisuudet

Laihia. Yr i t y s. Alteams Finland Oy Länsitie LAIHIA Puh

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

Sulametallurgia (Secondary steelmaking)

TERÄKSISTÄ Terästen luokittelusta

VARIDRILL TÄYSKOVA- METALLIPORAT

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

Tärkeitä tasapainopisteitä

Korjaushitsauskäsikirja

Corthal, Thaloy ja Stellite

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

SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSET TERÄSTEN HITSATTAVUUTEEN. MIKRORAKENTEEN MUUTOKSET HITSAUSLIITOKSESSA.

Valuraudat.

SEPPO KIVIVUORI. Lämpökäsittelyoppi 2 LÄMPÖKÄSITTELYTIETOA SUUNNITTELIJOILLE

HITSAUSVIRTALÄHTEEN OHJAUS LÄMMÖNTUONNIN JA JATKUVAN JÄÄHTYMISEN S-KÄYRÄN PERUSTEELLA

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

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

Metallit jaksollisessa järjestelmässä

17. Tulenkestävät aineet

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

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

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

Metallin rakenteen mallintaminen

Joitain materiaaleja Kriittinen lämpötila

C.2 Muut perusaineet kuin seostamaton teräs

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

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

Terästen lämpökäsittely

Teräksen ominaisuuksien räätälöinti

Korjaushitsauskäsikirja

Sisällysluettelo. Kierretapit Kierretappien valintajärjestelmä ja symbolien merkitys Metrinen kierre M 56-74

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma

Sisällysluettelo Kierretapit UNC Kaikki hinnat ilman Alv.

Puukkoteräkset. Juha Perttula. Juha Perttula, Puukkoteräkset 1

Rauno Toppila. Kirjallisuusselvitys. Ferriittiset ruostumattomat teräkset

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

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

Lämpötila 20 C 200 C 400 C. Tiheys kg/m * Lämmönjohtavuuden mittaaminen on vaikeaa. Hajonta saattaa olla 0,3

TYÖVÄLINEIDEN KARKAISU

2. Valukappaleiden suunnittelu mallikustannusten kannalta

KOVAJUOTTEET Somotec Oy. fosforikupari. hopea. messinki. alumiini. juoksutteet.

Painevalumuotin valmistusmateriaalit

H. Valukappaleen korjaushitsausmenetelmät

Alustava palaute kyselystä

26. Valumallin valmistuksessa huomioon otettavia seikkoja

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

Alustava palaute kyselystä

Transkriptio:

Valurautojen lämpökäsittelyt SVY opintopäivät 3.2.2017 Kaisu Soivio

Moventas lyhyesti Moventas on yksi johtavista tuulivoimavaihteiden valmistajista Ensimmäinen tuulivoimavaihde toimitettu 1980, asennuskanta yli 15000 kappaletta Huoltoliiketoiminta kattaa myös lukuisten muiden merkkien huollot ja teknologiapäivitykset Moventas työllistää noin 500, Suomessa 400 henkilöä

Lämpökäsittely mitä ja miksi Hallittu lämmitys-pito-jäähdytyssykli tai syklejä Materiaaliominaisuuksien muuttaminen, parantaminen tai tasaaminen Jatkokäsiteltävyyden parantaminen Muodonmuutosten minimointi Asiakas vaatii Tuntemattomat syyt - Miksi ei: aikaa ja rahaa http://www.valuatlas.net - ValuAtlas & Tampereen ammattiopisto Jälkikäsittelytekniikka P. Niemi

Lämpökäsittelyuunit Jaksoittain tai jatkuvasti toimivat uunit Sähkö- tai kaasutoimiset uunit Ilma-atmosfääri, suojakaasu, typpi- tai hiilipotentiaali Suolakylpy- tai leijupatjauunit Normaali- tai alipaine Liekki, induktio- tai laserkuumennus Kontrolloitu muotin purku By Goodwin Steel Castings - Flickr: Castings fresh from the heat treatment furnace, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1 6070140

Lämpökäsittelylaitteistot - jäähdytys Uunin mukana Virtauksettomassa ilmassa Ilmapuhalluksella uunissa tai ulkopuolella Sammutuksella: Leijupatjaan Ylipaineinen kaasu Öljyyn Polymeeriemulsioon Veteen Suolasulaan

Valumateriaalien lämpökäsittelyt Valumateriaalit, jotka toimitetaan yleensä valutilaisina, mutta voidaan tarvittaessa lämpökäsitellä osa pallografiittivaluraudoista, suomugrafiittivalurauta, tylppägrafiittivalurauta osa tulenkestävistä teräslaaduista Valumateriaalit, joita toimitetaan yleisesti sekä valutilaisina että lämpökäsiteltyinä: kulumiskestävät valuraudat, austeniittiset valuraudat, osa alumiiniseoksista ja osa kuparipohjaisista seoksista.

Valumateriaalien lämpökäsittelyt Valumateriaalit, jotka on lämpökäsiteltävä mikrorakenteen valmistamiseksi. osa pallografiittivaluraudoista, adusoitu valurauta, ausferriittinen pallografiittivalurauta (ADI), kaikki teräslaadut useimpia tulenkestäviä teräksiä lukuun ottamatta, erkaumakarkaistavat alumiiniseokset sekä osa magnesiumseoksista. Valumateriaalit, joita ei lämpökäsitellä. Ryhmään kuuluvat kaikki painevalumenetelmällä valmistetut materiaalit, osa alumiini-piiseoksista, osa alumiini-pii-kupariseoksista, alumiini-magnesiumseokset sekä puhdas alumiini.

Valurautojen lämpökäsittelyt yleisesti Suomugrafiittivalurauta: Jännitystenpoisto Ferritointi koneistettavuuden parantamiseksi Karkaisu ja nuorrutus Pintakarkaisu Austemperointi AGI Tylppägrafiittivalurauta Ks. edellä Austemperointi ACI Adusoitu valurauta Valkoinen temperrauta Musta temperrauta

Valurautojen lämpökäsittelyt yleisesti Pallografiittivalurauta Jännitysten poisto Ferritointi, ferri-perlitointi ja perlitointi lujuusluokan mukaan Karkaisu ja nuorrutus Pintakarkaisut ADI, IDI, CADI/ADIWR Erikoislämpökäsittelyt

Lämpökäsittelyiden määritelmät Jännitystenpoistohehkutus eli myöstö: Suoritetaan valussa syntyvien jäännösjännitysten laukaisemiseksi kokonaan tai osittain. Täydellinen poisto vaatii korkean yli 600 C lämpötilan, jolloin myös mikrorakenne voi muuttua Pehmeäksi hehkutus: Tavoitteena ferriittinen rakenne, perliittisestä mikrorakenteesta sementiitti palloutetaan tai hiilen annetaan diffundoitua grafiittiin Voidaan suorittaa matalassa, keskitasoisessa tai korkeassa lämpötilassa riippuen lähtöaineen mikrorakenteesta ja kovuustavoitteesta

Lämpökäsittelyiden määritelmät Karkaisu ja nuorrutus: Austenointi ja sammutus -> martensiittinen mikrorakenne Martensiittisen rakenteen kovuus ja kulumiskestävyys ovat erinomaiset, mutta karkaisusta aiheutuu kovia jännityksiä ja kappaleiden halkeiluriski on suuri. Nuorrutus poistaa jännityksiä ja lisää sitkeyttä Pintakarkaisumenetelmillä saadaan ominaisuuksia muutettua paikallisesti, mutta vältetään koko rakenteen karkaisusta aiheutuvat ongelmat

Lämpökäsittelyiden määritelmät Adusointi Tempervalurauta valetaan valkoisena ja lämpökäsitellään grafiittiseksi Pitkä hehkutus korkeassa lämpötilassa Valkea tai musta hehkutusuunin atmosfäärin mukaan hapettavassa atmosfäärissä hiili poistuu pintakerroksesta -> valko(ydin)tempervalurauta hiilineutraalissa atmosfäärissä ei tapahdu hiilenkatoa musta(ydin)tempervalurauta Matriisirakenteen säätö jäähtymisnopeudella

Lämpökäsittelyiden määritelmät Etappikarkaisu / isoterminen pito / austemperointi (nk. bainitointi) Austenointi + sammutus ja pito suolasulassa Ms lämpötilan yläpuolella + jäähdytys Saavutettava lujuus riippuu suolan lämpötilasta, normaalisti noin 300-350 C Ausferriittisen rakenteen lisäksi voidaan käyttää mm. CADI/ADIWR:n ja IDI:n valmistamiseen

Lämpökäsittely Lämpötilan nosto: o kiihdyttää aineen atomien lämpövärähtelyä Reaktioiden kinetiikka nopeutuu Atomien liike (diffuusio) helpottuu Hilavirheiden (dislokaatioiden) liike helpottuu o Seosaineiden liukoisuus kasvaa Lämpötilan lasku: o Säätelemällä jäähtymisnopeutta voidaan valita tasapaino- ja erilaisten epätasapainorakenteiden väliltä

Lämpötilan nosto Lämpötilan nostossa on vältettävä liian nopeaa nostoa ennen n. 650 C lämpötilaa, ettei jännitykset halkaise kappaletta Lämmön siirto alhaisissa lämpötiloissa on hidasta etenkin vastusuuneissa, joten kuumennus ottaa aikaa Loppulämpötila riippuu lämpökäsittelyn tavoitteesta, tarvitaanko faasimuutos austeniitiksi vai ei eli ylitetäänkö kriittinen lämpötila A 1 vai ei Kriittinen lämpötila riippuu etenkin hiili- ja piipitoisuuksista

Pito Mitä korkeampi lämpötila, sitä nopeammin reaktiot tapahtuvat Hiilen liukoisuus riippuu pitolämpötilasta Eutektoidinen karbidi liukenee nopeammin kuin eutektinen, eutektisten karbidien liuotukseen tarvitaan korkeampi lämpötila Korkea pii, nikkeli ja palloluku korreloivat nopeamman liukenemisen kanssa kun karbidoivat seosaineet (Mn, Cr, V, Mo) hidastavat Riittävä pitoaika on tarpeen hiilen liuottamiseksi grafiitista perlitointia varten ja austemperoinnin onnistumisen takaamiseksi

Jäähdytys

ADI, CADI/ADIWR, IDI ADI ausferriittinen pallografiitti valurauta = hiilellä stabiloidun austeniitin ja asikulaarisen (bainiittisen) ferriitin seos ADIWR = vajaasti tarkoituksella käsitelty ADI, jolloin osa austeniitista jää epästabiiliksi ja muuttuu martensiitiksi IDI isoterminen pallografiittivalurauta = matalasti seostettu suolasammutettu ja isotermisesti lämpökäsitelty pallorauta CADI karbidinen ADI = seostuksella osittain valkoiseksi jähmettymään saatu pallografiittirauta, joka on austemperoitu

Viitteet Jälkikäsittelytekniikka, ValuAtlas ja Tampereen ammattiopiston oppimateriaali, Pekka Niemi http://www.valuatlas.fi/tietomat/docs/pn_jalkikasittely_i.pdf Valujen lämpökäsittely, Hiekkavalimon valimoprosessi, Erkki Itävuori http://www.valuatlas.fi/tietomat/docs/valimoprosessi_9.pdf Valukappaleiden lämpökäsittelyuunit, Valimotekniikka 2, Ingman, Autere, Tennilä http://www.valuatlas.fi/tietomat/oppimateriaalit/valimotekniikka_1_2/index.html (salasanasuojattu) Heat Treatment, Ductile Iron Data for Design Engineers http://www.ductile.org/didata/section7/7intro.htm ASM Handbook: Heat treatment Peng et al, 2012, Influence of cooling rate on the microstructure and properties of a new wear resistant carbidic austempered ductile iron (CADI). Materials Characterization Vol 72, p. 53-58. http://dx.doi.org/10.1016/j.matchar.2012.07.006