Avzinkningshärdiga och blyfria mässingslegeringar används i stor utsträckning för att ersätta blyinnehållande mässingslegeringar som används för dricksvattensapplikationer. På grund av det begränsade antalet korrosionsstudier av dessa legeringar är syftet med denna studie att belysa hur vattensammansättning, temperatur och exponeringstid kan påverka legeringarnas korrosionsegenskaper. Tre avzinkningshärdiga mässingslegeringar studerades i kranvatten; två blyfria mässingslegeringar (CW511L och CW724R) och en blyinnehållande mässingslegering (CW602N) som betraktades som ett referensmaterial. En kombination av elektrokemiska, mikroskopiska och ytanalystekniker användes för att utforska korrosionstyp, mekanismer samt korrosionshastighet. Även om samtliga legeringar visade godkända egenskaper i avzinkningstestet enligt ISO 6509-1:2014 var målet att bedöma deras korrosionsbeteende i kranvatten. Vattenkemin justerades för att undersöka effekten av pH, kloridkoncentration och alkalinitet hos de tre mässingslegeringarna under kortvarig exponeringstid (24 timmar). Vattnets korrosivitet varierade beroende på mässingslegeringens sammansättning. Det visade sig att CW511L var känsligare för höga kloridkoncentrationer (44.7 mg/L) och hög alkalinitet (310 mg/L) än för lågt pH (6.9). Det motsatta observerades dock för både CW724R och CW602N. Testvattnets aggressivitet påverkades också av temperaturen när den ökades från 22 °C till 50 °C under exponering i 24 timmar. Medan ingen tydlig avzinkning upptäcktes observerades en kombination av både allmän och lokal korrosion i varierande utsträckning mellan de olika legeringarna. Initieringen av det lokala korrosionsangreppet varierade både med testvattnets kemi och med legeringssammansättningen. Medan CW724R och CW602N bägge uppvisade hög känslighet för lokal korrosion i vattnet med högst pH (8.2), var CW511L mer känslig i det vatten med lågt pH (6.9) vid 50 °C. Effekten av exponeringstid undersöktes i vattnet med högst pH (8.2) för de tre mässingslegeringarna upp till 72 dagar. Korrosionshastigheten baserad på viktminskning visade en förväntad hög korrosionshastighet som minskade med kontinuerlig exponeringstid, vilket ledde till en låg korrosionshastighet för alla tre mässingslegeringarna efter 72 dagar. De blyfria mässingslegeringar uppvisade ur detta perspektiv goda korrosionsegenskaper som är konkurrenskraftiga med mässing som innehåller bly. / Dezincification resistant (DZR) and lead-free brass alloys continue to be widely applied replacing lead containing brasses in the drinking water sector. Due to the limited number of corrosion studies of these alloys in tap water, the present thesis was initiated with the aim to understand how the water type, its temperature and exposure duration can affect the corrosion behavior. Three DZR brass alloys were studied in order to evaluate their corrosion behavior in tap water of varying characteristics. The alloys included were two lead-free brasses (CW511L and CW724R) and a leaded brass alloy (CW602N) considered as a reference material. A combination of electrochemical, microscopic and surface analytical techniques were adopted to explore the corrosion form, mechanisms and corrosion rate. While these alloys passed the dezincification test as per ISO 6509-1:2014, the aim was to assess their corrosion performance in tap water. The influence of water chemistry parameters including pH, chloride concentration and alkalinity on the corrosion resistance of the three DZR alloys was investigated in short-term exposures (24 h). Depending on the brass alloy, the corrosivity of the test waters varied. The results show grade CW511L to be more sensitive in tap water of higher chloride concentration (44.7 mg/L) and alkalinity (310 mg/L) compared with low pH (6.9). However, opposite results were obtained for both CW724R and CW602N. The corrosivity of the test water was also affected by the temperature when increased from 22°C to 50°C during 24 h of immersion. While no dezincification features were observed on the surfaces, a combination of general and localized corrosion was observed to a largely variable extent between the alloys. The extent of initiation of localized corrosion varied with test water and alloy composition. While CW724R and CW602N showed similar high susceptibility to localized corrosion in the alkaline (pH 8.2) tap water, CW511L was more prone to pitting corrosion in tap water of low pH (6.9). The effect of exposure duration was explored in the alkaline test water for the three brasses up to 72 days. Corrosion rates based on weight loss showed an expected initial high corrosion rate which declined with continuous immersion, leading to low and similar corrosion rates for all three brass alloys after 72 days. Thus, at given test conditions, the lead-free brasses showed good corrosion behavior being competitive to the performance of lead containing brass. Therefore, lead-free brass alloys are good candidates to substitute lead-containing brasses in tap water applications.

På grund av nya riktlinjer för användning av mässing i kontakt med dricksvatten har nya blyfria mässingslegeringar utvecklats. Det är därför av stort intresse att undersöka deras korrosionsegenskaper, såsom avzinkningshärdighet. Ett accelererat standardtest, SS-EN ISO 6509–1:2014, har använts för att bestämma avzinkningshärdighet hos mässingslegeringar. Eftersom detta standardtest utvecklades för bly-innehållande mässingslegeringar har det ännu inte fastställts huruvida denna metod också kan appliceras för fastställandet av avzinkningshärdigheten hos blyfria mässingslegeringar.  Syftet med detta examensarbete var att fylla denna kunskapslucka. Detta gjordes genom att undersöka hur avzinkningsegenskaperna för tre mässingslegeringar, varav två var blyfria och en bly-innehållande, påverkades genom att ändra standardtestets parametrar. Resultaten jämfördes sedan med deras beteende i kranvatten för att bestämma testresultatens tillförlitlighet. Det visade sig att majoriteten av de erhållna resultaten för de blyfria mässingslegeringarna var i överensstämmelse med de resultat som erhölls för den blyinnehållande mässingen. Slutsatsen som kunde dras var därför att standardtestet kan användas för att bestämma avzinkningshärdighet även av blyfri mässing samt att resultaten visar på samma rangordning gällande deras egenskaper i tappvatten. / Due to new regulations for the use of brass in contact with drinking water, new lead-free brass alloys have been developed. It is therefore of great interest to investigate their corrosion properties in terms of dezincification resistance. An accelerated standard test, SS-EN ISO 6509-1:2014 is used to determine the dezincification resistance of brass alloys. However, as this standard test was developed for leaded brass alloys, it has not yet been established whether this method also is suitable to assess the dezincification resistance of lead-free brass alloys.  This master thesis study aimed to expand this knowledge gap by investigating how the dezincification properties of three different brass alloys, two newly developed lead-free alloys and one lead-containing alloy, were affected by changing the parameters of the standard test. The results were compared with their behaviour in tap water to determine the reliability of the ISO test. Most of the obtained results of the lead-free brass alloys were in accordance with the results obtained for the leaded brass alloy. It could therefore be concluded that the standard test can be used to assess the dezincification resistance of brass alloys and also reflect their ranking at tap water conditions.

På grund av nya riktlinjer för användning av mässing i kontakt med dricksvatten har nya blyfria mässingslegeringar utvecklats. Det är därför av stort intresse att undersöka deras korrosionsegenskaper, såsom avzinkningshärdighet. Ett accelererat standardtest, SS-EN ISO 6509–1:2014, har använts för att bestämma avzinkningshärdighet hos mässingslegeringar. Eftersom detta standardtest utvecklades för bly-innehållande mässingslegeringar har det ännu inte fastställts huruvida denna metod också kan appliceras för fastställandet av avzinkningshärdigheten hos blyfria mässingslegeringar.  Syftet med detta examensarbete var att fylla denna kunskapslucka. Detta gjordes genom att undersöka hur avzinkningsegenskaperna för tre mässingslegeringar, varav två var blyfria och en bly-innehållande, påverkades genom att ändra standardtestets parametrar. Resultaten jämfördes sedan med deras beteende i kranvatten för att bestämma testresultatens tillförlitlighet. Det visade sig att majoriteten av de erhållna resultaten för de blyfria mässingslegeringarna var i överensstämmelse med de resultat som erhölls för den blyinnehållande mässingen. Slutsatsen som kunde dras var därför att standardtestet kan användas för att bestämma avzinkningshärdighet även av blyfri mässing samt att resultaten visar på samma rangordning gällande deras egenskaper i tappvatten. / Due to new regulations for the use of brass in contact with drinking water, new lead-free brass alloys have been developed. It is therefore of great interest to investigate their corrosion properties in terms of dezincification resistance. An accelerated standard test, SS-EN ISO 6509-1:2014 is used to determine the dezincification resistance of brass alloys. However, as this standard test was developed for leaded brass alloys, it has not yet been established whether this method also is suitable to assess the dezincification resistance of lead-free brass alloys.  This master thesis study aimed to expand this knowledge gap by investigating how the dezincification properties of three different brass alloys, two newly developed lead-free alloys and one lead-containing alloy, were affected by changing the parameters of the standard test. The results were compared with their behaviour in tap water to determine the reliability of the ISO test. Most of the obtained results of the lead-free brass alloys were in accordance with the results obtained for the leaded brass alloy. It could therefore be concluded that the standard test can be used to assess the dezincification resistance of brass alloys and also reflect their ranking at tap water conditions.

<p>Företag kan behöva förändra sitt sätt att arbeta av flera olika skäl. Marknaden ställer krav på billigare lösningar med bibehållen kvalitet. Myndigheter ställer krav på större miljö­hänsyn. Syftet med den här uppsatsen är att granska tre olika företags förändringsarbete i samband med att RoHS-direktivet föreskrev att bly inte skall användas vid lödning. Ett företag har helt ställt om sin produktion, ett företag kör blandad produktion och ett av företagen endast en liten produktion med blyfritt eftersom dess kunder omfattas av de undantag som finns i direktivet. Undersök­ningen har utförts som kvalitativa intervjuer med miljö- och processansvariga på de olika före­tagen och visar att företagen haft olika strategier för att lyckas med omställningsarbetet. Mina huvudsakliga slutsatser är att förändringsarbetet påverkas av kontakter med olika nätverk samt möjligheten att praktiskt prova en ny process och i betydligt mindre utsträckning av formellt ledningsarbete såsom miljöledningssystem.</p>

Företag kan behöva förändra sitt sätt att arbeta av flera olika skäl. Marknaden ställer krav på billigare lösningar med bibehållen kvalitet. Myndigheter ställer krav på större miljö­hänsyn. Syftet med den här uppsatsen är att granska tre olika företags förändringsarbete i samband med att RoHS-direktivet föreskrev att bly inte skall användas vid lödning. Ett företag har helt ställt om sin produktion, ett företag kör blandad produktion och ett av företagen endast en liten produktion med blyfritt eftersom dess kunder omfattas av de undantag som finns i direktivet. Undersök­ningen har utförts som kvalitativa intervjuer med miljö- och processansvariga på de olika före­tagen och visar att företagen haft olika strategier för att lyckas med omställningsarbetet. Mina huvudsakliga slutsatser är att förändringsarbetet påverkas av kontakter med olika nätverk samt möjligheten att praktiskt prova en ny process och i betydligt mindre utsträckning av formellt ledningsarbete såsom miljöledningssystem.

Detta examensarbete är en del av ett större projekt (Evochip) som bedrivs på Lunds tekniska högskola, avdelningen för industriell produktion (iProd) och med samarbete med bland annat AB Markaryds metallarmatur och Mistra innovation. I detta arbete har en dynamisk kostnadsmodell tagits fram för att beräkna tillverkningskostnaderna av komponenter tillverkade av återanvända spånor av blyfri mässing från de egna tillverkningsprocesserna hos AB Markaryds metallarmatur (MMA). Idag skickas alla kasserade detaljer och materialspill ner till materialleverantörer i Sydeuropa för återvinning. Transporterna sker med lastbil och återvinningsprocessen utgår från ett energikrävande nedsmältningssteg. Idag pågår utvecklingsprojekt med målet att återanvända spånorna utan nedsmältning hos MMA, men kostnadsbilden per detalj har varit hittills okänd. Med hjälp av detta examensarbete ska detaljpriset tas fram. Tillverkningsprocessen delas in i totalt 11 olika förädlingsstationer. För att kartlägga kostnaderna används Jan-Eric Ståhls dynamiska kostnadsmodell. Nödvändig data och information har samlats in med hjälp av intervjuer på företaget och genom företagets egna dokumentationer. För att minska felmarginalen i resultaten har lämpliga Monte Carlo simuleringar utförts. Arbetet utgår även från ett hållbarhetsperspektiv. Förutom elimineringen av lastbilstransporter och energikrävande nedsmältningsprocesser för grundmaterialet, främjar arbetet även användning och återanvändning av blyfri mässing genom att kompaktera spånor till nya grönkroppar. Detta då forskare länge har varnat för blyade detaljers negativa hälsoeffekter.  Detaljen som undersöks i detta arbete är en ventil som har benämningen EVO 10, vilken återfinns i företagets blyfria standardsortiment. Kostnadsmodellen är dynamisk till den grad att den i framtiden skulle kunna appliceras på övriga blyfria mässingkomponenter hos MMA.      En jämförelse mellan två olika koncept presenteras i resultatdelen. Koncept ett representerar dagens tillverkningssystem, och koncept två framtidens kompakteringsteknik. Då många av förädlingsstegen är desamma för båda systemen, valdes en jämförelse mellan framtagningen av grönkropparna genom de två olika koncepten. Resultaten visar att kutsar, framtagna enligt dagens tillverkningssystem, kostar 12,75 SEK/detalj, och kutsar framtagna enligt koncept två kostar 9,61 SEK/detalj. Då koncept två är beroende av spånor från dagens tillverkningssystem, kan MMA inte helt gå över till att kompaktera spånor till nya kutsar. Mer arbete måste utföras för att hitta en balanserad modell mellan de två olika tillverkningssystemen för bästa möjliga resultat. Monte Carlo-simuleringarna visar att kostnaden per detalj uppgår till 12.96 SEK, detta med de på förhand valda konstanter och variabler i systemet. / This master thesis is part of a larger project (Evochip), conducted at Lund University, faculty of engineering, Industrial Production Department (iProd). The project is in collaboration with AB Markaryds metallarmatur and Mistra innovation. In this work, a dynamic cost model has been developed to calculate the manufacturing costs of components made from recycled chips of lead-free brass from the manufacturing processes of AB Markaryds metallarmatur (MMA). In the current situation, all rejected details and waste materials are sent to the material supplier in southern Europe for recycling. The transport takes place by trucks and the recycling process is based on an energy-intensive melting step. Development projects are currently underway to reuse the chips without melting at sight at MMA´s facilities, but the cost per detail has been unknown for the company. With the help of this thesis, the manufacturing price will be presented. The manufacturing process is divided into a total of 11 different processing stations. To estimate the costs, Jan-Eric Ståhl's dynamic cost model is used. Necessary data and information have been collected using interviews with the employees of the company and through the company's own documentation regarding the production lines. In order to reduce the error margin in the results, suitable Monte Carlo simulations have been performed. The work is also based on a sustainability perspective. In addition to eliminating transportations by trucks and energy-intensive melting processes for the products, the work also promotes the use and reuse of lead-free brass by pressing metal chips to form new bars. All this in order to avoid leaded brass components due to the negative health effects caused by the lead. The component investigated in this work is a radiator valve called EVO 10. The valve is found in the company's lead-free standard range. The cost model in this project is dynamic to the extent that it could be applied in the future to other lead-free brass components at MMA. A comparison of two different concepts is presented in the results section. Concept one represents the current manufacturing system, and concept two, the future compacting technology. Since many of the processing steps are the same for both systems, a comparison was made between the productions of the pellet through the two different concepts. The results show that pellets made according to today's manufacturing system cost 12.75 SEK / detail, and pellets manufactured according to concept two costs 9.61 SEK / detail. As concept two is dependent on chips from today's manufacturing system, MMA cannot completely switch to compacting chips to new pellets. More work must be done to find a balanced model between the two different manufacturing systems for the best possible results.The results from the Monte Carlo-simulations shows that the manufacturing cost with the chosen parameters and variables is 12.96 SEK/detail.

Lead (Pb) is frequently used as an alloying element in brass to enhance machinability and castability. However, this element poses a significant risk to human health and the environment. The 2021 revision of the Drinking Water Directive imposed stricter limits on Pb content in brass, encouraging the development of lead-free brass. Several studies have identified tin (Sn) as a potential substitute for Pb in brass. This master’s thesis examines the thermodynamic description of the Cu-Zn-Sn ternary system, using the Swerim Cu database. The investigation involved casting five alloys in the Cu-rich corner, followed by heat treatment at 550 oC until homogenized, and quenching, after which the samples were analyzed to determine the bcc and fcc phase composition. The results were used to confirm the thermodynamic description, and the ternary parameters of the fcc and bcc phases were optimized to match the experimental results. After the optimization, a significant enhancement is achieved in the description of the Cu-Zn-Sn ternary system, which better fits the experimental data. / Bly  (Pb)  används  ofta  som  ett  legeringselement  i  mässing  för  att  förbättra bearbetbarheten och  gjutbarheten.    Detta  element  utgör  dock  en  betydande  risk för människors  hälsa  och miljön.   2021 års översyn  av  dricksvattendirektivet införde strängare  gränser  för  Pb-halten  i mässing,  vilket  uppmuntrade utvecklingen av blyfri mässing.    Flera  studier  har  identifierat tenn  (Sn)  som  ett potentiellt substitut  för  Pb i mässing.   Denna  masteruppsats  undersöker den termodynamiska beskrivningen  av det ternära  Cu-Zn-Sn-systemet  med  hjälp  av Swerim Cu-databasen.   Undersökningen innefattade  gjutning  av  fem  legeringar  i det  Cu-rika hörnet, följt av värmebehandling vid 550 oC tills de homogeniserades, och härdning, varefter proverna analyserades  för  att bestämma  bcc-  och  fcc-fassammansättningen.   Resultaten  användes  för att  bekräfta den  termodynamiska  beskrivningen,  och  de  ternära  parametrarna  för  faserna  fcc och bcc  optimerades  för  att  matcha  experiment resultaten.  Efter  optimeringen  uppnås  en betydande  förbättring  av  beskrivningen  av  det  ternära  Cu-Zn-Sn-systemet,  vilket bättre  passar experimentdata.

Today, lead is used in various engineering applications due to its desirable tribological properties. However, the negative health and environmental impacts associated with lead have raised concerns and resulted in regulatory restrictions on its use. It is therefore nessessary to fnd lead-free materials that can provide similar or even better performance than the commonly used lead-containing alloys. Scania, currently uses leaded alloys for a number of gearbox components where sliding wear can be an issue. This study aims to evaluate the tribological properties of fve lead-free alternative materials and assess their suitability as replacement for the currently used material, Leaded Brass. The tests were conducted in a pin-on-disk setup under similar conditions of those found in Scania’s gearbox. The results showed that the friction and wear was similar between Copper Beryllium and Leaded Brass, which indicates that Copper Beryllium is a potential replacement. Additionally, Nedox and Aluminum Bronze (APS) demonstrated signifcantly superior wear resistance, exhibiting 97% less wear compared to Leaded Brass while maintaining similar friction levels. These results underscore the potential for implementing lead-free materials to enhance sustainability and performance in critical applications like gearbox components. / Idag används bly i olika tekniska tillämpningar på grund av dess önskvärda tribologiska egenskaper. Men de negativa hälso- och miljöeffekterna associerade med bly har väckt oro och resulterat i reglerande begränsningar för dess användning. Det är därför nödvändigt att hitta blyfria material som kan erbjuda liknande eller till och med bättre prestanda än de vanligt förekommande blyhaltiga legeringarna. Scania använder för närvarande blyhaltiga legeringar för ett antal växellådskomponenter där glidande slitage kan vara ett problem. Denna studie syftar till att utvärdera de tribologiska egenskaperna hos fem blyfria alternativa material och bedöma deras lämplighet som ersättning för det nuvarande materialet, blyhaltig mässing. Testerna utfördes i en pin-on-disk konfiguration under liknande förhållanden som de som återfinns i Scanias växellåda. Resultaten visade att friktionen och slitage var liknande mellan kopparberyllium och blyhaltig mässing, vilket tyder på att kopparberyllium är en potentiell ersättare. Dessutom visade Nedox och aluminiumbrons (APS) betydligt överlägsen slitagebeständighet, med 97% mindre slitage jämfört med blyhaltig mässing, samtidigt som båda materialen hade liknande friktionsnivåer. Dessa resultat visar potentialen som finns med att implementera blyfria material för att förbättra hållbarheten och prestandan i kritiska tillämpningar som växellådskomponenter. / Heutzutage wird Blei aufgrund seiner wünschenswerten tribologischen Eigenschaften in verschiedenen technischen Anwendungen verwendet. Jedoch haben die negativen gesundheitlichen und Umweltauswirkungen, die mit Blei verbunden sind, Bedenken hervorgerufen und zu regulatorischen Beschränkungen seiner Verwendung geführt. Daher ist es notwendig, bleifreie Materialien zu finden, die ähnliche oder sogar bessere Leistungen als die üblicherweise verwendeten bleihaltigen Legierungen bieten können. Scania verwendet derzeit bleihaltige Legierungen für eine Reihe von Getriebekomponenten, bei denen Gleitverschleiß auftreten kann. Das Ziel dieser Studie ist es, die tribologischen Eigenschaften von fünf bleifreien Alternativmaterialien zu bewerten und ihre Eignung als Ersatz für das derzeit verwendete Material, Bleihaltiges Messing, zu prüfen. Die Tests wurden in einem Pin-on-Disk-Aufbau unter ähnlichen Bedingungen wie in den Getrieben von Scania durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass Reibung und Verschleiß zwischen Kupferberyllium und Bleihaltigem Messing ähnlich waren, was darauf hinweist, dass Kupferberyllium ein potenzieller Ersatz sein könnte. Darüber hinaus wiesen Nedox und Aluminiumbronze (APS) eine signifikant überlegene Verschleißfestigkeit auf und zeigten 97 % weniger Verschleiß im Vergleich zu Bleihaltigem Messing bei gleichbleibendem Reibungsniveau. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial zur Implementierung von bleifreien Materialien, um die Nachhaltigkeit und Leistungsfähigkeit in kritischen Anwendungen wie Getriebekomponenten zu verbessern.