The Pebble Bed Modular Reactor (PBMR) is one of the most technologically advanced developments in South Africa. In order to build a commercially viable demonstration power plant, all the specifically and uniquely designed equipment must first be qualified. All the prototype equipment is tested at the Helium Test Facility (HTF) at Pelindaba. One of the largest components that are tested is the Core Unloading Device (CUD). The main function of the CUD is to unload fuel from the bottom of the reactor core to enable circulation of the fuel core. The CUD housing vessel forms part of the reactor pressure boundary. Pebble-directing valves and other moving machinery are installed inside its machined inner surface. It is essential that the interior surfaces of the CUD are case hardened to provide a corrosion- and wear-resistant layer. Cold welding between the moving metal parts and the machined surface must also be prevented. Nitriding is a case hardening process that adds a hardened wear- and corrosion-resistant layer that will also prevent cold welding of the moving parts in the helium atmosphere. Only a few nitriding furnaces exist that can house a forging as large as the CUD of the PBMR. Commercial nitriding furnaces in South Africa are all too small and have limited flexibility in terms of the nitriding process. The nitriding of a vessel as large as the CUD has not yet been carried out commercially. The aim of this work was to design and develop a custom-made nitriding plant to perform the nitriding of the first PBMR/HTF CUD. Proper process control is essential to ensure that the required nitrided case has been obtained. A new concept for a gas nitriding plant was developed using the nitrided vessel interior as the nitriding process chamber. Before the commencement of detail design, a laboratory test was performed on a scale model vessel to confirm concept feasibility. The design of the plant included the mechanical design of various components essential to the nitriding process. A special stirring fan with an extended length shaft was designed, taking whirling speed into account. Considerable research was performed on the high temperature use of the various components to ensure the safe operation of the plant at temperatures of up to 600°C. Nitriding requires the use of hazardous gases such as ammonia, oxygen and nitrogen. Hydrogen is produced as a by-product and therefore safety was the most important design parameter. Thermohydraulic analyses, i.e. heat transfer and pressure drop calculations in pipes, were also performed to ensure the successful process design of the nitriding plant. The nitriding plant was subsequently constructed and operated to verify the correct design. A large amount of experimental and operating data was captured during the actual operation of the plant. This data was analysed and the thermohydraulic analyses were verified. Nitrided specimens were subjected to hardness and layer thickness tests. The measured temperature of the protruding fan shaft was within the limits predicted by Finite Element Analysis (FEA) models. Graphs of gas flow rates and other operation data confirmed the inverse proportionality between ammonia supply flow rate and measured dissociation rate. The design and operation of the nitriding plant were successful as a nitride layer thickness of 400 μm and hardness of 1 200 Vickers hardness (VHN) was achieved. This research proves that a large pressure vessel can successfully be nitrided using the vessel interior as a process chamber. / Thesis (M.Ing. (Mechanical Engineering))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2010.

The Pebble Bed Modular Reactor (PBMR) is one of the most technologically advanced developments in South Africa. In order to build a commercially viable demonstration power plant, all the specifically and uniquely designed equipment must first be qualified. All the prototype equipment is tested at the Helium Test Facility (HTF) at Pelindaba. One of the largest components that are tested is the Core Unloading Device (CUD). The main function of the CUD is to unload fuel from the bottom of the reactor core to enable circulation of the fuel core. The CUD housing vessel forms part of the reactor pressure boundary. Pebble-directing valves and other moving machinery are installed inside its machined inner surface. It is essential that the interior surfaces of the CUD are case hardened to provide a corrosion- and wear-resistant layer. Cold welding between the moving metal parts and the machined surface must also be prevented. Nitriding is a case hardening process that adds a hardened wear- and corrosion-resistant layer that will also prevent cold welding of the moving parts in the helium atmosphere. Only a few nitriding furnaces exist that can house a forging as large as the CUD of the PBMR. Commercial nitriding furnaces in South Africa are all too small and have limited flexibility in terms of the nitriding process. The nitriding of a vessel as large as the CUD has not yet been carried out commercially. The aim of this work was to design and develop a custom-made nitriding plant to perform the nitriding of the first PBMR/HTF CUD. Proper process control is essential to ensure that the required nitrided case has been obtained. A new concept for a gas nitriding plant was developed using the nitrided vessel interior as the nitriding process chamber. Before the commencement of detail design, a laboratory test was performed on a scale model vessel to confirm concept feasibility. The design of the plant included the mechanical design of various components essential to the nitriding process. A special stirring fan with an extended length shaft was designed, taking whirling speed into account. Considerable research was performed on the high temperature use of the various components to ensure the safe operation of the plant at temperatures of up to 600°C. Nitriding requires the use of hazardous gases such as ammonia, oxygen and nitrogen. Hydrogen is produced as a by-product and therefore safety was the most important design parameter. Thermohydraulic analyses, i.e. heat transfer and pressure drop calculations in pipes, were also performed to ensure the successful process design of the nitriding plant. The nitriding plant was subsequently constructed and operated to verify the correct design. A large amount of experimental and operating data was captured during the actual operation of the plant. This data was analysed and the thermohydraulic analyses were verified. Nitrided specimens were subjected to hardness and layer thickness tests. The measured temperature of the protruding fan shaft was within the limits predicted by Finite Element Analysis (FEA) models. Graphs of gas flow rates and other operation data confirmed the inverse proportionality between ammonia supply flow rate and measured dissociation rate. The design and operation of the nitriding plant were successful as a nitride layer thickness of 400 μm and hardness of 1 200 Vickers hardness (VHN) was achieved. This research proves that a large pressure vessel can successfully be nitrided using the vessel interior as a process chamber. / Thesis (M.Ing. (Mechanical Engineering))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2010.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Cintiladores inorgânicos com tempo de decaimento de luminescência rápido, densidade alta e boa produção de luz têm sido objeto de estudos para aplicações em física nuclear, física de energias altas, tomografia nuclear e outros campos da ciência e da engenharia. Cristais de cintilação baseados em iodeto de césio (Csl) são materiais que apresentam higroscopia relativamente baixa, número atômico alto, fácil manuseio e custo baixo, características que favorecem o seu uso como detectores de radiação. Neste trabalho descreve-se a obtenção de cristais Csl puro, Csl:Br e Csl:Pb, utilizando-se a técnica de Bridgman. A concentração do elemento dopante bromo (Br) foi estudada no intervalo de 1,5x10-1 M a 10-2 M e o elemento chumbo (Pb) no intervalo de 10-2 M a 5x10-4 M. Para avaliar os cintiladores desenvolvidos foram efetuadas medidas sistemáticas de emissão de luminescência e tempo de decaimento de luminescência para a radiação gama, ensaios de transmitância óptica, ensaios de microdureza Vickers, determinações da distribuição dos dopantes ao longo dos cristais crescidos e análise da resposta dos cristais à radiação gama no intervalo de energia de 350 keV a 1330 keV e partículas alfa provenientes de fonte de 241Am com energia de 5,54 MeV. Os resultados obtidos de tempo de decaimento de luminescência para os cristais CsI:Br e CsI:Pb, no intervalo de 13 ns a 19 ns, mostraram-se promissores para medidas de alta energia. O estudo de microdureza mostrou um aumento significativo em função da concentração dos elementos dopantes, quando comparado ao cristal Csl puro, melhorando desta forma a resistência mecânica dos cristais crescidos. A validade de utilização desses cristais como sensores de radiação para medidas de radiação gama e partículas alfa, pode ser demonstrada pelos resultados da resposta à radiação. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Zircônia 3YTZP apresenta propriedades excelentes à temperatura ambiente, mas estas propriedades são afetadas pelo aumento da temperatura pois esta age negativamente sobre o mecanismo de transformação de fase induzida por tensão, que fortalece a tenacidade da matriz. A adição de Si3N4 e SiC em uma matriz de 3YTZP é muito interessante porque conduz à formação de oxinitreto de silício, melhorando as propriedades mecânicas tais como dureza e tenacidade, mas esta adição está limitada por várias dificuldades que se apresentam durante o processamento e sinterização destes materiais. Neste trabalho foi estudada a obtenção, por sinterização sem pressão, do compósito Y-TZP/Si2N2O, partindo-se da adição de 20vol%Si3N4-SiC em uma matriz de zircônia dopada com 3mol% de Y2O3 - 3YTZP, utilizando-se Al2O3 e Y2O3 como aditivos de sinterização. A mistura foi moída e moldada por prensagem isostática a frio. Amostras foram sinterizadas a 1500º, 1600º e 1700ºC por 2h sem pressão e em atmosfera ambiente, utilizando-se um leito de nitreto de silício. Após sinterização, as amostras foram caracterizadas por difração de raios-X. Foram medidas a densidade, tenacidade, dureza e resistência mecânica à flexão em temperatura ambiente. A estrutura do material foi observada em microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, com mapeamento químico, para verificar a homogeneidade e morfologia das fases do compósito. A formação de Si2N2O foi observada no material sinterizado devido à reação entre os pós adicionados. O material obtido apresentou aumento de tenacidade e dureza com o aumento de temperatura de sinterização. As amostras apresentaram boa resistência à oxidação a 1000ºC. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-11-11T09:40:30Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-11-11T09:40:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A soldagem tem grande importância no setor metroferroviário, pois é empregada na fabricação de componentes estruturais e no acabamento de vagões de passageiros, que em sua maior parte são de aço inoxidável. As juntas soldadas podem apresentar descontinuidades que são interrupções que afetam as propriedades mecânicas e metalúrgicas da junta soldada. A presença destas descontinuidades, dependendo do seu tamanho, natureza ou efeito combinado, pode ocasionar a reprovação da junta soldada, quer pela redução de propriedades mecânicas ou pela não aceitação, segundo critérios estabelecidos em normas. Uma estrutura que tenha uma solda reprovada durante sua qualificação ou inspeção, pela presença de descontinuidades pode ser recuperada, por meio de um retrabalho a ser realizado nesta junta. A refusão do cordão de solda por meio do processo TIG (Tungsten Inert Gas), sem a utilização do material de adição, é uma técnica de retrabalho que pode ser empregada, em especial pela viabilidade técnica e econômica do processo. Neste estudo analisou-se a influência que o processo de reparo por soldagem TIG exerceu no comportamento mecânico e microestrutural das juntas soldadas pelo processo MIG, por meio de: ensaios mecânicos (tração, fadiga e microdureza Vickers), ensaios não destrutivos (inspeção visual e líquidos penetrantes) e caracterização microestrutural do cordão de solda. Resultados das amostras de ensaio de tração e fadiga indicaram que o reparo dos cordões de solda não alterou o comportamento mecânico das juntas. As juntas submetidas ao reparo nas quais foram retirados os reforços dos cordões apresentaram modificações nas propriedades mecânicas, mas também apresentaram resultados satisfatórios. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

No presente trabalho quatro ligas Al-Si hipereutéticas, três das quais foram produzidas por conformação por \"spray\" e a outra por fundição, foram caracterizadas quanto a textura, dureza, microestrutura e resistência à corrosão em meio de condensado sintético automotivo (CSA). Duas das ligas conformadas por \"spray\" foram retiradas de camisas de cilindro e a outra de um pré-formado obtido em laboratório. A conformação por \"spray\" envolve a atomização de uma liga e a deposição de gotículas em um substrato, antes mesmo que todas se encontrem no estado sólido. Este processo permite a obtenção de materiais que se caracterizam por uma microestrutura livre de macrossegregações e bastante refinada, implicando melhor trabalhabilidade a quente. A caracterização da microestrutura das quatro ligas hipereutéticas revelou a presença de porosidades na liga obtida em laboratório, e microestrutura com distribuição homogênea de precipitados primários nas três ligas conformadas por \"spray\". A microestrutura de uma das ligas apresentou-se muito diferenciada, com a presença de eutético, sugerindo que esta foi fabricada por fundição. Nas camisas de cilindro foram feitas medidas de rugosidade, e em todas as ligas foram realizados ensaios de microdureza. A liga conformada por \"spray\" e obtida em laboratório foi laminada a quente e a frio. Foram realizados também estudos de textura, para tentar estabelecer uma correlação entre todas as ligas quanto ao processo de fabricação. A avaliação da textura indicou que a presença de fases de silício primário, finamente distribuídas impedem o aparecimento de texturas típicas de deformação de ligas de alumínio, mesmo após severas deformações, como as necessárias para a transformação de pré-formados em tubos que originam as camisas de cilindro. As medidas de rugosidade indicaram características próprias do acabamento superficial usado para a produção das camisas, por brunimento ou por ataque químico. Os ensaios de microdureza apresentaram variações de acordo com as rotas de fabricação sendo que a liga eutética apresentou os maiores valores de microdureza em comparação às ligas conformadas por \"spray\". Todas as ligas foram avaliadas quanto a resistência à corrosão por ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica em dois meios, CSA com pH 3,3 e CSA com pH 11. As quatro ligas hipereutéticas estudadas apresentaram mecanismo de corrosão similar em condensado sintético automotivo (CSA) pH 3,3. Em todas ocorreu o ataque intenso da matriz de alumínio e as partículas de silício primário atuaram como regiões catódicas. A liga 2 apresentou maior resistência à corrosão entre todas as ligas ensaiadas, tanto em CSA pH 3,3 como em pH 11. Neste último meio, uma camada de produtos de corrosão formou-se sobre todas as ligas, e os resultados indicaram mecanismos diferentes para o ataque da matriz de Al e para o crescimento da camada depositada na superfície das ligas estudadas. O ataque da matriz da liga 2 neste meio foi aparentemente mais lento do que sobre as demais ligas, com a formação de uma camada mais compacta de produtos de corrosão, estabelecendo um controle por difusão dos processos interfaciais para maiores períodos de ensaio. A camada formada sobre as demais ligas neste meio apresentou-se mais defeituosa, e nestas ocorreu também menor controle da velocidade das reações interfaciais por processos difusionais. / In the present study four hypereutectic Al-Si alloys, three produced by spray forming and one by casting, were characterized for microhardness, roughness, microstructure, texture and corrosion resistance in a synthetic automotive condensed solution (SACS). Two of the spray formed alloys tested were obtained from cylinder liners and the other was laboratory made. Spray forming involves alloy atomization and droplets deposition on a substrate, previous to the solidification of all of the droplets. This process favours the production of materials with a fine microstructure free of macrosegregation that is related to improved hot workability. The microstructure characterization of the four alloys revealed the presence of porosities in the laboratory made alloy. All the three alloys produced by spray forming showed a homogeneous distribution of primary precipitates. The microstructure of one of the alloys showed eutectic microstructure, indicating that this alloy was fabricated by casting. In the cylinder liners, the surface roughness was measured and the microhardness of all the alloys was also evaluated. Furthermore, the laboratory made alloy was hot and cold rolled. Texture determinations were carried out to investigate the correlation between the alloy type and their fabrication process. The texture investigation indicated that the fine distribution of primary silicon phase in the alloy hindered the development of texture typical of aluminium alloys deformation, even after severe mechanical work, such as those used in the conversion of pre-formed in cylinder liners. The surface roughness results indicated typical characteristics of the surface finishing used, honing or chemical etching. The microhardness results were dependent on the fabrication process used, with higher microhardness associated to the eutectic alloy comparatively to the spray formed ones. All hypereutectic alloys were tested for corrosion resistance using electrochemical impedance spectroscopy in two electrolytes, SACS with pH 3.3 and SACS with pH 11. The four tested alloys showed similar corrosion mechanisms in the acid electrolyte (SACS pH 3.3). The intense attack of the aluminium matrix occurred in ali tested alloys and the primary silicon phase was unattacked and appeared as emerging from the surface after corrosion immersion test. The primary silicon particles acted as cathodic sites. The alloy 2 showed the highest corrosion resistance among the tested alloys in both electrolytes, SACS pH 3.3 and SACS pH 11. In this last medium, a layer of corrosion products formed on all the alloys, and the results indicated different mechanisms for the aluminium matrix corrosive attack and growth of the deposited layer on the alloys surface. The kinetics of aluminium matrix attack was apparently slower in the alloy 2 than for the other alloys, resulting in the formation of a more compact layer of corrosion products, leading to diffusion controlled interfacial processes for longer test periods. The layer of corrosion products on the other three alloys (1, 3, and 4) had more defects and for these alloys diffusional controlled interfacial processes were not as significant as for alloy 2.

O objetivo desse trabalho foi desenvolver um compósito cerâmico de zircônia-grafeno para aplicação odontológica. Este estudo avaliou o efeito do pó de partida, concentração de grafeno e da temperatura de sinterização sobre as propriedades mecânicas (dureza e tenacidade à fratura) do compósito desenvolvido. Para isto foram sintetizados os pós de Y-TZP a partir de soluções de óxido-cloreto de zircônio e cloreto de ítrio na proporção desejada de 3mol% através da rota de co-precipitação em solução de hidróxido de amônio seguido por uma série de lavagens em água, etanol e butanol com posterior destilação azeotrópica, secagem, moagem e calcinação. O grafeno foi obtido a partir da exfoliação química de grafite pelo método de Hummers [40] modificado por Marcano [39], o que resultou em um gel acastanhado que foi submetido a lavagem por centrifugação, secagem e desaglomeração em almofariz de ágata, resultando, por fim, no óxido de grafeno. Uma segunda etapa foi o processo de redução química com ácido ascórbico para obtenção de óxido de grafeno reduzido, um pó de coloração escura que foi adicionado à Y-TZP para a obtenção do compósito nas diversas concentrações (em mol%) que foram estudadas: (0,01%, 0,05%, 0,10%, 0,50%, 1,00% e 2,00%). Os pós foram caracterizados por termogravimetria, difração de raios X e espectroscopia (FT-IR). Os espécimes foram confeccionados em matriz metálica cilíndrica e sinterizados em forno tubular em atmosfera inerte. Outros espécimes foram confeccionados em matriz de grafite de alta densidade e sinterizados por Spark Plasma Sintering (SPS). Todas as amostras foram caracterizadas por meio de ensaios de densidade, dureza Vickers, tenacidade à fratura e microscopia eletrônica de varredura. Os maiores valores de densidade relativa foram observados para as amostras sinterizadas em SPS, sendo que se obteve valor de densidade relativa de 98,7 % para a concentração de 0,50% de grafeno e 98,4% para a Y-TZP pura. Por outro lado, o maior valor encontrado em sinterização em atmosfera a 1400°C sem a presença de H2 para Y-TZP pura foi da ordem de 96,76%. Os valores de dureza foram maiores nas amostras sinterizadas em SPS, no entanto a tenacidade à fratura mostrou não se alterar em função do conteúdo de grafeno. As fotomicrografias de MEV mostraram que houve uma variação de tamanho de grão de acordo com a presença do grafeno e do método de sinterização. De acordo com os resultados obtidos neste trabalho foi possível concluir que o processamento desenvolvido permitiu a criação de um compósito cerâmico zircônia-grafeno que pôde ser caracterizado por diversos métodos analíticos. A densidade teórica do compósito desenvolvido não foi alcançada por meio de nenhum dos métodos de sinterização utilizados (Tubular ou SPS) e nem variando-se a temperatura. Para espécimes sinterizados em atmosfera inerte, a maior temperatura de sinterização (1400°C) e a presença do gás H2 não melhorou a densificação. Além disso, esses espécimes tiveram aumento da dureza com o aumento da concentração de grafeno, entretanto, a sua tenacidade à fratura não foi afetada pelo teor de grafeno. Para espécimes sinterizados por meio de SPS, a temperatura de sinterização de 1350°C resultou em melhores valores de densificação. Além disso, para este tipo de sinterização, tanto a dureza como a tenacidade à fratura foram afetadas pelo teor de grafeno. / The objective of this work was to develop a zirconia-graphene ceramic composite for dental application. The study evaluated the effect of the starting powder effect, graphene concentration and sintering temperature on the mechanical properties of the composite. For this, the Y-TZP powders were synthesized from zirconium chloride and yttrium chloride solutions in the desired ratio of 3 mol% through the co-precipitation route in ammonium hydroxide solution followed by a series of washes in water, ethanol and butanol with subsequent azeotropic distillation, drying, grinding and calcination. Graphene was obtained from the chemical exfoliation of graphite by the method of Humans modified by Marcano, which resulted in a brownish gel that was subjected to washing by centrifugation, drying and deagglomeration in agate mortar, resulting finally in the graphene oxide. A second step was the chemical reduction with ascorbic acid to obtain reduced graphene oxide, a dark-colored powder that was added to the Y-TZP to obtain the composite in the various concentrations (in mol%) that were studied (0, 01%, 0.05%, 0.10%, 0.50%, 1.00% and 2.00%). The powders were characterized by thermogravimetry, X-ray diffraction and spectroscopy (FT-IR). The specimens were made in cylindrical metallic matrix and sintered in a tubular oven. Other samples were made in high density graphite matrix and sintered by Spark Plasma Sintering (SPS). All samples were characterized by means of density tests, Vickers hardness, fracture toughness and scanning electron microscopy. The highest values of relative density were observed for the sintered samples in SPS. A relative density of 98.7% was obtained for the 0.50% concentration of graphene and 98.4% for the pure Y-TZP. On the other hand, the highest value found in tubular sintering at 1400 ° C without the presence of H2 for pure Y-TZP was of the order of 96.76%. The hardness values were higher in the sintered samples in SPS, however the fracture toughness showed not to change as a function of the content of graphene. SEM images showed that there was a variation of grain size according to the presence of graphene and the sintering method. According to the results of this study it was concluded that the process developed allowed the creation of a graphene-zirconia ceramic composite which can be characterized by various analytical methods. The theoretical density of the composite developed was not achieved by any of the sintering methods used (tubular or SPS) nor by varying the temperature. For tubular sintered specimens, the higher sintering temperature (1400 ° C) and the presence of H2 gas did not improve densification. In addition, these specimens had increased hardness with increasing graphene concentration, however, their fracture toughness was not affected by graphene content. For sintered specimens by SPS, the sintering temperature of 1350 ° C resulted in better densification values. In addition, for this type of sintering, both hardness and fracture toughness were affected by the content of graphene

This study concerns the examinations of archaeological steel-objects from the Iron Ages, found in Tortuna outside Västerås, Sweden. Not many metallurgical analyses have been made on steel objects from the Iron Ages, most likely in order to preserve the findings. Therefore, very little knowledge about old steel materials exists.The main goal of this study was to investigate how steel-made items from the Iron Ages were created, what they have been used for, and determine what kind of metallurgical knowledge the blacksmiths of the Iron Ages had. The experiments were conducted with light optical microscopy in order to investigate the morphology of the materials and with Vickers hardness test, to investigate the hardness of the materials. The investigation gave varying results for the different iron-made objects. All of the objects have been forged in some way. Most of the objects, were made of heterogeneous low carbon steel with a mainly ferritic structure. Some items also showed a martensitic structure with a ferritic core, which concludes that the smiths probably knew how to quench and temper steel. Due to heavy corrosion on many ofthe items, further investigation is needed to strengthen the conclusions made in this report. / Denna studie behandlar undersökningar av arkeologiska stålobjekt från järnåldern,hittade i Tortuna utanför Västerås, Sverige. Det har inte gjorts många metallurgiska analyser på stålobjekt från järnåldern, troligen för att bevara föremålen. Därför finnsdet lite kunskap om gamla stålmaterial. Huvudsyftet med denna studie var att undersöka hur föremål i stål från järnåldern tillverkades, vad de har använts för och bestämma vilken typ av metallurgisk kunskap dåtiens smed besatt. Experimenten utfördes med hjälp av ljus optisk mikroskop för att undersöka materialets morfologi och med hjälp av Vickers hårdhetsprov för att undersöka materialens hårdhet. Undersökningen gav olika resultat för föremålen. Alla föremål är smidda på något sätt. De flesta föremålen bestod av heterogent kolstål med huvudsakligen ferritisk struktur. Vissa föremål visade också en martensitisk struktur med en ferritisk kärna,vilket visar på att smeden troligen visste hur man härdar och anlöper stål. På grund av stor korrosion på många av föremålen krävs ytterligare analyser för att stärka slutsatserna i denna rapport.