Ana səhifə

Mälardalens Högskola idp göran Svensson /2007-3


Yüklə 19.57 Kb.
tarix26.06.2016
ölçüsü19.57 Kb.



Mälardalens Högskola

IDP

Göran Svensson /2007-3



LABORATION 3

FORTSÄTTNING…… NÅGRA VÄRMEBEHANDLINGAR AV KOLSTÅL
- Härdning av knivstål (ev. från smideslabb)
- Anlöpning av knivstål (ev. -”- )

- Härd-djup hos grövre gods. (Härdbarhet)
- Design av ett ”Dual Phase Steeel”
GJUTNING AV KOLSTÅL


- Förlorad modell keramisk form

1. Härdning och anlöpning av smidda knivar (0.7% C, 1770)

Beroende på typ av knivsmide bestäms data för härdning och anlöpning.

Härdning och anlöpning utförs på färdigställda knivblad, dvs endast finslipning återstår.

Om möjligt utförs hårdhetsmätning efter anlöpning.


2. Härdning och anlöpning av knivstålet 1770 (0.7% C).

Fortsättning av eventuellt kvarstående del från Laboration nr2 enligt texten:

Härdning och anlöpning, utförs på provbitar. Provbitarna är normaliserade. Det finns en

prov-bit beredd för mikroskopi.

a) Undersök den normaliserade strukturen. Fotografera och mät hårdheten. Bilder och data

b) Utför härdning dvs austenitisering och snabbkylning på två bitar.

c) Utför anlöpning på den ena biten från b)

d) Preparera bitarna från b) och c) ovan för mikroskopi och hårdhetsprovning.

e) Undersök den härdade samt den härdade och anlöpta biten och jämför med a) ovan.
Frågor att besvara:

a) Vad är restaustenit ?

b) Varför är det extra risk för sprödhet om man har stora korn före härdning ?

c) Vilka faser har man före och efter anlöpningen ?


3. Härd-djup hos grövre gods. (Härdbarhet)

a) En Ø26 grov stång i materialet D härdas med ausenitiseringstemperatur vald för 0.9%C.

Direkt efter släckning i saltlake tvättas den ren och torkas av.

b) En cirkulär skiva kapas ut från mitten av stången där kylningen huvudsakligen varit radiell.

c) skivan prepareras för mikroskopi

d) Undersök synlig variation i struktur längs en radie.

e) Mät hårdheter längs radien i d) , dels HV5 och dels med mikrohårdhetsmätare.

f) Sammanställ data och bilder samt diskutera resultaten.


4. Framställning av s.k. Dual Phase Steel (Tvåfasstål).

Läs noggrant igenom Ex. 11.9 sid 339. Gå gärna tillbaka till början av fasdiagram i kurs-

kopiebunten och repetera hävstångsregeln och sammansättning av de två faserna i ett två-

fasområde. Med denna teoribakgrund och vetskapen att martensit bildas av austenit samt

får samma kolhalt som austeniten hade före släckningen kan ett stål designas som består

av viss önskad andel ferrit med nära 0% C och resten martensit med kolhalt som också

önskas. Det finns ett antal stål A,B,C med olika medelkolhalter bestämda i Labb 2.

A: 0.15-0.20 %C B: 0.33-0.35 %C C: 0.5 %C

Det gäller nu att “designa” en komposit bestående av ferrit och martensit med följande krav.

Grupp a1, b1, c1 Design 1: Martensit med kolhalt 0.5%. Andel martensit 25%

Grupp a2, b2, c2 Design 2: Martensit med kolhalt 0.7%. Andel martensit 50%

Grupp a3, b3, c3 Design 3: Martensit med kolhalt 0.7%. Andel martensit 75%


a) Utför nödvändiga beräkningar och bestäm stålets medelkolhalt och värmebehandling.

b) Redovisa resultatet för handledare och diskutera före realisering av designen.

c) Genomför ugnsbehandling och släckning samt ev. anlöpning och preparera för mikroskopi.

d) Utvärdera resultatet med strukturanalys (på SEM-bild, nitaletsning) och hårdhetsmätning.


5. Termitgjutning av kolstål. (analysen ~ som knivstålet ovan)

En ovanlig gjutmetod kommer att användas. Den är baserad på direkt reduktion med den

kraftigt exoterma reaktionen: Fe2O3 + 2Al  2Fe + Al2O3 eller analogt med Fe3O4.

Ur en blandning av järnoxiden och aluminium-metall bildas under kraftig värmeutveckling

en järnsmälta och en aluminiumoxidsmälta. Aluminiumoxiden som har ungefär halva densi-

teten (strax under 4000 jämfört med järnets,strax under, 7800) flyter upp ovanför järnet.

Själva gjutningen går till så att ett reaktionskärl för ovanstående ”järnframställning” placeras

ovanpå en gjutform. Efter att smältan bildats rinner den ned i gjutformen.

Ett problem med metoden är den höga temperaturen. Smälttemperaturen för Aluminiumoxid

är c:a 2100 ºC. Så för att erhålla två smältor som separerar så måste temperaturen vara minst

så hög. Detta innebär problem för en vanlig sandform.
Förlorad modell i keramisk gjutform, dvs i princip s.k. precisionsgjutning.

Vi kommer att prova en keramisk form med hög smältpunkt som består av en blandning av zirkondioxid (med smälttemperatur c:a 2700 ºC) och aluminimoxid närmast smältan och

bunden zirkondioxid-sand närmast utanför. Då borde inte formytan smälta ens vid dessa höga gjuttemperaturer.

Formningsmetoden vid denna gjutning är ”förlorad modell” av skummad PU-polymer som modell-material på liknande sätt som vid tidigare Al-gjutningar i gipsform.

En färdig modell har bearbetats fram med friformsfräsning ur ett skummat PU-block.

Den totala mängden stål som går åt för att fylla gjutformen ska bestämmas (uppskattas) före

chargering av reaktionsblandningen som vägs upp. Vid laborationstillfället utförs en gjutning

gemensam för grupperna.


Reaktionsblandningen har tillsatser av legeringselement så den motsvarar ungefär stål 1770,

men med reaktionerna Cr2O3 + 2Al  2Cr + Al2O3 och 3NiO + 2Al  3Ni + Al2O3 skulle



också höglegerade stål t.ex rostfria stål kunna gjutas med samma metod.


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©atelim.com 2016
rəhbərliyinə müraciət