Teräsvalut Valunhankintakoulutus 15.-16.3. 2007 Pirjo Virtanen Metso Lokomo Steels Oy Teräsvalujen raaka-ainestandardit - esitelmän sisältö Mitä valun ostaja haluaa? Millaisesta valikoimasta valuteräs valitaan? Teräsvalun tyypilliset käyttökohteet Valuterässtandardit Valettujen terästen ominaisuudet: - rakenneteräkset: lujuus, hitsattavuus - ruostumattomat teräkset: korroosionkesto, lujuus, sitkeys, hitsattavuus Yhteenveto
Mitä valun ostaja haluaa? Piirustuksen mukaisen valutuotteen, jolla on rakenteen käyttöolosuhteisiin sopiva yhdistelmä ominaisuuksia - mekaanisia: staattista ja dynaamista lujuutta - kemiallisia: ympäristön kestokykyä - toiminnallisia: pinnoitettavuus, liitettävyys, koneistettavuus, voitelevuus - fysikaalisia: ominaispaino, magneettisuus eli OIKEASTA MATERIAALISTA tehdyn valun Valuterästen materiaalinvalinta Kaikki terästyypit Tarvitaanko korroosionkestoa? ei / kyllä Ruostumattomat teräkset Stainless property data Martensiittiset tarvitaan suurta lujuutta mutta laimeisiin liuksiin Austeniittiset vahvoihin liuoksiin Duplex vahvoihin liuoksiin mutta myös suuri lujuus Tarvitaanko erityisen suurta kovuutta? ei / kyllä Kaikki terästyypit Karkaistut teräkset Keskihiiliset Lämpökäsittelytilan mukaan valinta: sitkeys vai kovuus Martensiittiset ruostumattomat Kohtalainen kovuus ja korroosionkesto Korkeahiiliset Suurimmat kovuudet mutta ei hitsattavissa
Mitä teräksiä valmistetaan valamalla? Kaikkia teräslaatuja voidaan valaa Metso Lokomo Steels valmistaa - Hiili-mangaaniteräksiä - Niukkaseosteisia teräksiä - Austeniittisia mangaaniteräksiä - Martensiittisia ruostumattomia teräksiä - Austeniittisia ruostumattomia teräksiä - Duplex ruostumattomia teräksiä - Tulenkestäviä teräksiä Teräsvalun käyttökohteita
Valuterässtandardit Teräksiä koskevat standardit: - EN - ASTM / ASME - (ei SFS - SFS-EN = EN) - (ISO) EN standardit: ruostumattomat teräkset levyinä, valuina ym.
ISO standardit Valuterässtandardit Teräsvaluja koskevat standardit - SFS-EN-10293 Yleiset valuteräkset (vahvistettu syksyllä 2005) - SFS-EN-10213 Paineastiateräkset. Valuteräkset. - SFS-EN-10283 Ruostumattomat valuteräkset. - SFS-EN-10295 Tulenkestävät valuteräkset. SFS-EN10293 SFS-EN 10213-1SFS-EN10213-2 SFS-EN10213-3 SFS-EN10213-4 SFS-EN10283 SFS-EN10295
Valettujen terästen ominaisuudet I Valetut yleiset rakenneteräkset Lujuuden ja sitkeyden yhdistelmä on varioitavissa seosainepitoisuuksilla: hiilipitoisuus antaa lujuutta, muilla seosaineilla lisätään joko karkenemissyvyyttä tai sitkeyttä Hitsattavuus on välttämättömyys useissa valun käyttökohteissa. Valmiin komponentin hitsaaminen saattaa rajoittaa materiaalivalintaa. Valuterässtandardit SFS-EN-10293 Yleiset valuteräkset Lujuusluokkateräkset GE200, GS200, GE240, GS240, GE300 R 0,2 =200-300 MPa, R M =380-600 MPa Seostamattomat G17Mn5, G20Mn5, G24Mn6, G28Mn6, R 0,2 =240-550 MPa, R M =480-700 MPa Niukkaseosteiset G20Mo5, G10MnMoV6-3, G15CrMoV6-9, G17CrMo9-10, R 0,2 =245-930 MPa, R M =440-980 MPa, osa on kuumalujia eli säilyttää lujuuttaan hyvin 550 C asti Nuorrutusteräkset G26CrMo4, G34CrMo4, G42CrMo4, G30CrMoV6-4, G35CrNiMo6-6, R 0,2 =300-750 MPa, R M =550-900 MPa Nikkeliseosteiset G9Ni14, GX9Ni5, G20NiMoCr4, G32NiCrMo8-5- 4, G17NiCrMo13-6, G30NiCrMo14, R 0,2 =360-1000 MPa, R M =500-1100 MPa, osa kylmäsitkeitä (T t jopa -90 C) ja osa lujia hitsattavia Korroosionkestävät martensiittiset: GX3CrNi13-4, GX4CrNi13-4, GX4CrNi16-4, GX4CrNiMo16-5-1, GX23CrMoV12-1, R 0,2 =500-830 MPa, R M =700-1000 MPa, hyvän lujuuden lisäksi korroosionkestäviä miedoissa vesiliuoksissa
Valuteräksen hitsattavuus Valuterästen hitsattavuus on täysin vastaava kuin valssattujen terästen Hitsattavuus, esilämmityksen tarve ja jälkilämpökäsittelyn tarve riippuvat - seostuksesta ja hiiliekvivalentista - ainevahvuudesta - käytetystä lisäaineesta ja menetelmästä Hiiliteräkselle CE = C + Mn/6 +(Cr+Mo+V)/5 + (Cu+Ni)/15 Martensiittiset ruostumattomat teräkset ovat yleensä vaativampia, mutta matalahiiliset laadut hyviä, Vaculok EN10293-standarditeräksistä ilman esikuumennusta ja jälkilämpökäsittelyä hitsattavissa GE200, GS200, Ge240, GS240, G17Mn5, G20Mn5, G10MnMoV6-3 ja GX3CrNi13-4 Valuterässtandardit SFS-EN-10213 Valuteräkset paineastioihin 1995 samoja nimiä kuin standardeissa 10283 ja 10293, tähän on valittu niistä paineastiavaluihin sopivat valuteräkset SFS-EN-10213-2 huoneenlämpötila ja korotetut lämpötilat - seostamattomia, niukkaseosteisia ja ruostumattomia - sekä ferriittisissä että martensiittisissa teräksissä on kuumamyötölujuutensa hyvin säilyttäviä laatuja - myötölujuus 400 C:ssa putoaa 25-45% huoneenlämpötilasta - GP240GH, G17CrMo5-5, GX23CrMoV12-1, GX3CrNi13-4 SFS-EN-10213-3 valuteräkset mataliin lämpötiloihin - kylmäsitkeät paineastiakelpoiset teräkset - osin samoja kuin 10293:ssa, mutta laajempi valikoima - GX3CrNi13-4, GX3CrNi13-4, GX3CrNi13-4 SFS-EN-10213-4 austeniittiset ja duplex ruostumattomat - GX2 CrNi19-11, GX2CrNiMo19-11-2, GX5CrNiMo19-11-3
Valettujen terästen ominaisuudet II Ruostumattomat teräkset Korroosionkesto, lujuus, sitkeys ja hitsattavuus yhdistyvät useissa ruostumattomissa teräksissä Yleisimmät ovat silti vielä CF8M (AISI316) ja CF8 (AISI304). Eurooppalaisten standardien teräksiä on esitelty seuraavalla sivulla. Valuterässtandardit: SFS-EN-10283 Korroosionkestävät valuteräkset 1999 martensiittiset ruostumattomat teräkset: GX12Cr12, GX7CrNiMo12-1, GX3CrNi13-4, GX4CrNi13-4, GX4CrNi16-4, GX4CrNiMo16-5-1, GX4CrNiMo16-5-2, GX5CrNiCu16-4 R 0,2 =500-830 MPa, R M =700-1000 MPa, hyvän lujuuden lisäksi korroosionkestäviä miedoissa vesiliuoksissa austeniittiset ruostumattomat teräkset: ASTM CF8M vastaavat GX2CrNi19-11, GX5CrNi19-10, GX5CrNiNb19-11, GX2CrNiMo19-11-2, GX5CrNiMo19-11-2, GX5CrNiMoNb19-11-2, GX5CrNiMo19-11-3, GX2CrNiMoN17-13-4, kaikilla näistä murtolujuus on 440 MPa, tyypillistä suuri sitkeys täysin austeniittiset teräslajit: 7 lajia NiCrMo teräksiä, harvinaisia, vaikka korroosionkesto ja lujuuskin parempi kuin austeniittisilla austeniittis-ferriittiset teräslajit: GX2CrNiMoN22-5-3 ja 5 muuta, joille tyypillistä on hyvä korroosionkesto (myös piste- ja rakokorroosio). Myötölujuus 420-480 MPa, murtoluj. 590-650 MPa
Valettujen terästen ominaisuudet III Muut valetut teräkset Edellä esiteltyjen tavallisimpien valuterästen lisäksi on erityistarkoituksiin monenlaisia valuteräksiä: - tulenkestävät valuteräkset, SFS-EN 10295 - kulumisen aikana lujittuvat valuteräkset (ei EN-std.) X120Mn - kulutusta kestävät karkaistavat ja päästettävät teräkset (ei EN-std.) GS-40NiCrMoV 8 8 4 - erikoislujat erkautuskarkenevat teräkset Valuterässtandardit SFS-EN-10295 Tulenkestävät
Yhteenveto Materiaalien ominaisuudet - valuteräs Valun ostaja haluaa ratkaisun, ei tiettyä terästä. Ratkaisu löytyy laajasta materiaalivalikoimasta. Jos kohteessa valulta edellytetään suurta (dynaamista) lujuutta, hitsattavuutta tai korroosionkestoa, on ratkaisu luultavasti teräs. Valuteräkselle tyypilliset ominaisuudet - Lujuus, sitkeys, väsymislujuus - Hitsattavuus - Korroosionkesto Edellä esiteltiin yleisimmät EN-valuterässtandardit, ja lisäksi valimot tarjoavat omia materiaalejaan. Metso Lokomo Steels Oy METSO LOKOMO STEELS - YOUR RELIABLE PARTNER IN STEEL CASTINGS