Vid extrudering av aluminiumprofiler introduceras en temperaturgradient i götmaterialet för att motverka den extra värme som uppstår under processen och tros påverka de mekaniska egenskaperna hos profilen. Detta examensarbete, utfört i samarbete med Hydro Extrusions, undersökte hur götets temperaturgradient påverkar de mekaniska egenskaperna hos extruderade aluminiumprofiler. Arbetet grundade sig i en modifierad DMAIC-metodik där Control-delen exkluderats. Dragprov genomfördes för att undersöka sträckgräns, brottgräns, töjning och elasticitetsmodul hos T4- och T6-åldrade profiler av legeringarna EN AW-6060 och EN AW-6082. Även profilernas utlöpningstemperatur, utlöpningshastighet och kylningshastighet undersöktes. Resultaten visade att temperaturgradienten inte direkt påverkade de mekaniska egenskaperna hos profilerna. Istället bidrog den till att maximera profilens utlöpningshastighet. De största faktorerna som påverkade de mekaniska egenskaperna var vilken åldring och kylningsmetod som användes. / During the extrusion of aluminum profiles, a temperature gradient is introduced into the billet to counteract the extra heat generated during the process and is believed to affect the mechanical properties of the profile. This thesis, carried out in collaboration with Hydro Extrusions, examined how the temperature gradient in the billet affects the mechanical properties of extruded aluminum profiles.  The work was based on a modified DMAIC methodology where the Control phase was excluded. Tensile tests were conducted to investigate the yield strength, ultimate tensile strength, elongation, and modulus of elasticity of T4- and T6-aged profiles of the alloys EN AW-6060 and EN AW-6082. The profile’s exit temperature, exit speed, and cooling rate was also investigated. The results showed that the temperature gradient did not directly affect the mechanical properties of the profiles. Instead, it contributed to maximizing the profile's exit speed. The largest factors influencing the mechanical properties were the aging and cooling methods used.

Reoxidation is a phenomenon that occurs in steel products during the initial stage of the formation of liquid steel, mainly during casting. This leads to the formation of inclusions which is a common problem that affects the properties, such as strength and ductility of the steel, and thus decreases its quality. To investigate these inclusions an electrolytic extraction and a scanning electron microscope(SEM) were performed on four carbon steel samples taken before and throughout continuous casting. To get a better understanding of the inclusions, the chemical composition, morphology, and sizes were analyzed, these were measured with the software ImageJ. As a result, five types of inclusions were identified, these include reoxidation, deoxidation, desulphurization, and complex compositions. Each type was represented by specific compounds and elements, such as FeO for reoxidation inclusions and Al2O3 for deoxidation inclusions. Additionally, inclusion morphology and size were significant classification factors, with film inclusions presenting larger sizes compared to other types, while spherical inclusions were observed perfectly, spherical ones were often associated with pure FeO content. Despite successful electrolytic extraction and SEM analysis, the number of inclusions obtained was lower than expected due to the presence of an additional layer of carbides. Future research may benefit from additional heating treatments to facilitate deeper analysis of inclusions. / Reoxidation är ett fenomen som uppstår i stålprodukter under gjutning. Detta leder till bildning av inneslutningar vilket är ett vanligt problem som påverkar egenskaperna, såsom hållfasthet och formbarhet hos stålet, och därmed minskar dess kvalitet. För att undersöka dessa inneslutningar utfördes en elektrolytisk extraktion och en SEM på fyra kolstålprover tagna före och under stränggjutning. För att få en bättre förståelse av inneslutningarna analyserades den kemiska sammansättningen, morfologin och storlekarna, dessa mättes med programvaran ImageJ. Som ett resultat identifierades fem typer av inneslutningar, dessa inkluderar reoxidation, deoxidation, avsvavling och komplexa kompositioner. Varje typ representerades av specifika föreningar och element, såsom FeO för reoxidationsinneslutningar och Al2O3 för deoxidationsinneslutningar. Dessutom var inklusionsmorfologi och storlek signifikanta klassificeringsfaktorer, med filminneslutningar som presenterade större storlekar jämfört medandra typer, medan sfäriska inneslutningar, observerades perfekt sfäriska sådana var ofta associerade med rent FeO-innehåll. Trots framgångsrik elektrolytisk extraktion och SEM-analys var antalet erhållna inneslutningar lägre än förväntat på grund av närvaron av ytterligare ett lager karbider. Framtida forskning kan dra nytta av ytterligare värmebehandlingar för att underlätta djupare analys av inneslutningar.

Studien har genomförts på ett antal stålplåtar från olika kulturhistoriska byggnader. När kulturhistoriskt värdefulla byggnader ska renoveras måste detta göras med så god kunskap som möjligt om byggnadens olika delar och de värden dessa representerar. Det problem som studien har ämnat att lösa har varit en bristande kunskap om historiska stålplåtar. Studien har därför utförts för att bidra med kunskap som kan användas när gamla byggnader ska renoveras.För att uppnå syftet att bidra med kunskap som kan vägleda renovering av kulturhistoriska byggnader har studiens mål varit att undersöka hur de olika plåtarna tillverkats och vilka resultat de processerna har fått.Detta har genomförts genom att utföra en metallografi på samtliga prover för att undersöka deras mikrostrukturer och få en förståelse för materialen. Även en kemisk analys av materialens innehåll har gjorts genom en optisk emissions spektroskopi.De resultat som hämtades från plåtarna visade hur stor skillnad det var mellan olika tillverkningsmetoder och deras konsekvenser. Genom att ha sett den mångfald av egenskaper som fanns bland plåtarna har slutsatserna dragits att det finns ett värde i att respektera de äldre materialen.Genom att vara medveten om att det kan finnas stora skillnader i materialen kan valet av plåt göras på ett bättre sätt. Under studiens gång blev det även uppenbart hur mycket historia som fanns lagrad i de gamla plåtarna som är viktig att ta vara på. / The study has been conducted on a number of steel plates from different buildings of cultural and historical value. When old, cultural buildings are to be renovated, it must be done with as much knowledge as possible about the different parts of the building and the values that they represent. The problem that the study has aimed to solve has been an inadequate level of knowledge in regards to historical steel plates. Because of this, the study has been conducted to contribute with knowledge that could be used when old buildings are to be renovated.To achieve the purpose of contributing knowledge to guide renovations of culturally and historically valuable buildings, the goal of the study has been to analyze how the different plates have been made and what the results of those processes were.This has been carried out by conducting a metallography on all of the samples to analyze their microstructures and to gain an understanding of the materials. A chemical analysis has also been conducted on the contents of the materials by using optical emission spectroscopy.The results showed how big of a difference there was between different manufacturing methods and their consequences. By discovering the diversity of the properties of the plates the conclusion has been drawn that there is value in respecting the values of the older materials.By being conscious of how large the difference is between different types of steel sheets, better decisions can be made during choice of steel sheet, and it is more obvious how much history that is stored within the old plates.

No description available.

The main problem encountered in this thesis is the lack of research and knowledge of selective laser melted-printing with Uddeholm Dievar®. This absence of information could cause issues regarding quality and properties of the alloy as well as uncertainty regarding an appropriate heat treatment cycle. This thesis mainly focuses on observing the changes that occur in the microstructure when Uddeholm Dievar® is manufactured through the additive manufacturing (AM) method known as selective laser melting (SLM). The SLM- method consists of a high-power laser that melts together thin layers of powder, one layer at a time, until a three-dimensional product is created according to selected drawings. The methodology on which this thesis is based on is the execution of a theoretical study, scientific experiments and thermodynamic calculations. Analysis of the microstructure is performed using a scanning electron microscope with techniques such as Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and Electron backscatter diffraction (EBSD). The purpose of the methods are to map the constituent elements of the alloy and observe the orientation of the crystallographic phases in the atomic lattice respectively. The results show that the powder, both before and after printing, mainly consists of martensite with a low amount of residual austenite. The amount of primary carbides is relatively low and has been classified as MC (V-rich) and/or M6C (Mo- rich) type. The remaining residual austenite could be explained by the segregation of constituent alloying elements, where the carbon content is a dominant factor to why the MS -temperature lowers significantly causing the presence of retained austenite even though SLM has a cooling rate that varies between 103 and 108 [K/s]. / Det huvudsakliga problemet som denna avhandling behandlar är bristen på forskning och kunskap inom selective laser melting (SLM) 3D-printing med Uddeholm Dievar®. Avsaknaden kan leda till sämre kvalité och produktegenskaper hos legeringen. Det kan även leda till ovisshet gällande val av lämplig värmebehandling. Arbetet fokuserar på att dokumentera utformningen av stålets mikrostruktur när Uddeholm Dievar® tillverkas med den additiva tillverkningsmetoden SLM. Tillverkningsprocessen består av en högeffektslaser som detaljerat smälter samman tunna lager pulver, ett lager i taget, tills att en tredimensionell produkt skapats utefter valda ritningar. Använda metoder är; utförandet av en teoretisk studie, vetenskapliga experiment och thermodynamiska beräkningar. Analys av mikrostrukturen genomförs med hjälp av svepelektronmikroskåp där teknikerna Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) och Electron backscatter diffraction (EBSD) används. Syftet med EDS är att kartlägga de ingående elementen i legeringen, syftet med EBSD är att se orientering av de kristallografiska faserna i atomgittret. Resultaten visar på att legeringen, både före och efter printing, till största del består av martensit med en låg mängd restaustenit. Mängden primärkarbider är relativt låg och har klassifiserats som typen MC (V-rik) och/eller M6C (Mo- rik). Den kvarstående restausteniten kan möjligen förklaras av segringen av ingående legeringsämnen där kolhalten är en dominerande faktor som sänker MS-temperaturen. Detta gör att restaustenit förekommer trots den höga kylhastigheten som varierar mellan 103 och 108 [K/s] i SLM.

Induction hardening is a complex process that requires regular verification of the case depth and the microstructure. Today this verification is done by destructive testing where a cross section is analysed. The case depth is measured by several Vickers hardness impressions and the microstructure is analysed by a light optic microscope. This master thesis was performed in collaboration with Volvo GTO in Skövde, with the target to find out if an ultrasonic backscattering method is usable for analysing the case depths on induction hardened crankshafts. This was done by verifying the results provided by ultrasonic testing with the results provided by destructive testing. The measurements were done on several crankshafts with different case depths and steel composition. The result, for crankshafts with normal case depths, shows a good correlation between the destructive testing (DT) and the ultrasonic testing (UT). The mean value for the discrepancy was 0.39 mm with a standard deviation of 0.20 mm. The reproducibility of the method has a standard deviation of 0.074 mm.

No description available.

This master thesis work is performed at ABB Corporate Research Center inVästerås. The aim of this study is to investigate Ag:graphene composites as slidingelectrical contacts, suitable for use in e.g. tap-changers. Three different graphenematerials, all produced by a low-cost exfoliation process, are evaluated in this study. The results are compred to an ongoing work on Ag:GO (graphene oxide) composites. This material has shown very good tribological properties, however it hasbeen difficult to handle during sintering processing. The goal of this study is to geteven better tribological, electrical and mechanical properties than Ag:GO, and also todevelop a new powder-metallurgical method to produce the Ag:graphene composites.The study also investigates the influence of graphene flake size and concentration aswell as microstructure of the Ag:graphene composites. This report focuses on aninvestigation of the graphene raw material quality from the suppliers, and friction,wear and resistance analysis of the composites. This is done by using Ramanspectroscopy, SEM with EDS, LOM, tribometer tests and resistivity analysis. Raman and SEM analyses show that none of the supplied LEG materials are ofhigh-quality G (single or bilayer), but rather multi-layer graphene or even graphite.Small amounts of graphene added to Ag gave extremly low friction (μ<0.2 vs. pureAg μ~1.3, 5 N load and 5 cm/s speed). The composite manufacturing process hadcritical steps, which have to be optimized, to obtain low values of friction. Severedegassing of the composites was observed for some sampes, but the samples stillmaintained good friction values. SEM and EDS analyses of 2dfab’s wear track show abuild-up thin carbon-containing tribofilm on the Ag surface. Indicating that G ispresent, and works as a lubricant, creating good tribological properties. The resultsfrom this project may for sure be of importance for future ABB products in specificindustrial applications.

Today, there is an essential need for lightweight, energy-efficient, environmentally benign engineering systems, and this is the driving force behind the development of a wide range of structural and functional materials for energy generation, energy storage, propulsion, and transportation. These challenges have motivated the use of magnesium alloys for lightweight structural systems. Magnesium has a density of 1.74 g/cm3, which is almost 30% less than that of aluminium, one quarter of steel, and almost identicalto polymers. The ease of recycling magnesium alloys as compared to polymers makes them environmentally attractive, but their poor mechanical performance is the primary reason for the limited adoption of these alloys for structural applications. The Mg-Al-Zn alloy AZ91D exhibits an excellent combination of strength, die-castability, and corrosion resistance. However, its mechanical performance with regard to creep strength, for example, at evaluated temperatures is poor. Moreover, very little is known about the correlation between its mechanical properties and microstructural features. This thesis aims to provide new knowledge regarding the role played by microstructure in the mechanical performance of the magnesium alloy. The properties/performance of the material in relation to process parameters became of great interest during the investigation. An exhaustive characterisation of the grain size, secondary dendrite arm spacing (SDAS) distribution, and fraction of Mg17Al12 was performed using optical and electron backscatter diffraction (EBSD). These microstructural parameters were correlated to the offset yield point (Rp0.2), fracture strength, and elongation to failure of the material. It was proposed that the intermetallic phase, Mg17Al12, plays an important role in determining the mechanical and physical properties of the alloy in a temperature range of room temperature to 190°C by forming a rigid network of intermetallic. The presence of this network was confirmed by studying the thermal expansion behaviour of samples of the alloy containing different amounts of Mg17Al12. A physically based constitutive model with a wide validity range was successfully adapted to describe the flow stress behaviour of AZ91D with various microstructures. The temperature-dependent variables of the model correlated quite well with the underlying physics of the material. The model was validated through comparison with dislocation densities obtained using EBSD. The influence of high-pressure die-cast parameters on the distortion and residual stress of the cast components was studied, as were distortion and residual stress in components after shot peening and painting. Interestingly, it was found that intensification pressure has a major effect on distortion and residual stresses, and that the temperature of the fixed half of the die had a slight influence on the component's distortion and residual stress. / Numera finns det ett väsentligt behov av lätta, energieffektiva och miljövänliga tekniksystem. Detta behov är drivkraften för utveckling av ett brett utbud av material för energigenerering, energilagring, framdrivning och transport. Dessa utmaningar motiverade användningen av magnesiumlegeringar för lättviktskonstruktioner. Magnesium har en densitet på 1,74 g/cm3, vilket är ca 30% lägre än för aluminium, en fjärdedel av densiteten för stål och nästan i nivå med många polymerer. Då magnesiumlegeringar dessutom är lätta att återvinna, jämfört med polymerer, gör det dem miljömässigt attraktiva. Låga mekaniska egenskaper är den främsta orsaken till begränsad användning av dessa legeringar för lastbärande tillämpningar. Mg-Al-Zn-legeringen AZ91D uppvisar en utmärkt kombination av styrka, gjutbarhet och korrosionsbeständighet. Dess mekaniska egenskaper vid förhöjd temperatur, som tex kryphållfasthet, är låga. Dessutom är korrelationen mellan mikrostruktur och mekaniska egenskaper oklar. Denna avhandling syftade till att ge ny kunskap om mikrostrukturens roll för magnesiumlegeringars mekaniska egenskaper. Slutligen var materialets egenskaper i förhållande till processparametrar vid tillverkningen av stort intresse. En omfattande karaktärisering av kornstorleks-, sekundära dendritarmavstånds (SDAS)-fördelning och fraktion av Mg17Al12 utfördes med hjälp av optisk mikroskopering och diffraktion av bakåtspridda elektroner (EBSD). Mikrostrukturen korrelerades till sträckgränsen (Rp0.2), brottstyrkan och brottförlängningen. Det föreslogs att den intermetalliska fasen, Mg17Al12, spelar en viktig roll vid bestämning av legeringens mekaniska och fysikaliska egenskaper vid temperaturintervall från rumstemperatur upp till 190°C genom att bilda ett styvt nätverk av intermetaller. Uppkomsten av ett sådant nätverk stöddes genom en studie av den termiska expansionen av legeringen för olika fraktioner av Mg17Al12. En fysikalisk konstitutiv modell med ett brett giltighetsområde användes framgångsrikt för att beskriva det plastiska flytbeteendet hos AZ91D för olika mikrostrukturer. De temperaturberoende variablerna i modellen korrelerade ganska väl med materialets underliggande fysik. Modellen validerades genom att jämföra dislokationstätheten som predikterades av modellen och den med EBSD uppmätta dislokationstätheten. Påverkan av pressgjutningsparametrar på geometrisk tolerans och restspänning hos de gjutna komponenterna studerades. Vidare studerades geometrisk tolerans och restspänning av komponenter efter pening och målning. Intressant nog hade eftermatningsfasen en stor effekt på geometrisk tolerans och restspänningar. Dessutom hade temperaturen på den fasta formhalvan av verktyget även ett visst inflytande på komponentens geometriska tolerans och restspänning.

Vanadium extraction methods were developed for iron-vanadium-phosphorus (Fe-V-P) melts derived from processing of V-bearing titanomagnetites and steel slags. Studies on phase relationships of V slags were carried out to provide important understanding of the extraction processes. Phase relationship in vanadiferous slag was investigated experimentally at 1573K, 1673K and 1773K, for the compositional range of 0-6mass% Al2O3, 1-5mass% CaO, 10-17mass% SiO2, with MnO and V2O3 fixed at 5.5mass% and 30mass%, balanced with FeO. The slags were found to be solid-liquid mixtures, of liquid, spinel and in some cases free silica. Alumina was identified as the preferred additive to prohibit precipitation of free silica. A method for V extraction to vanadiferous slag was developed based on Fe-V(2mass%)-P(0.1mass%) melts at 1677K using a semi-industrial scale BOF. Oxidation was carried out with an oxygen enriched air jet and iron ore pellets. The complete dissolution of pellets was achieved by deliberately creating good stirring conditions utilising high momentary decarburisation rates. The P distribution to the slag was low when good stirring conditions was obtained. Phase relationship in Al2O3-CaO(25-35mass%)-SiO2-VOx slag was investigated experimentally at an oxygen partial pressure of 9.37•10-11atm and 1873K. The maximum solubility of V-oxide in the slag was 9-10mass% V2O3. Two solid phases were found, a solid solution of Al2O3 in V2O3 (karelianite) and hibonite with fractionation of V into the crystal structure. V extraction experiments to Al2O3-CaO-SiO2 based slags were carried out in 150kg scale by blowing CO2 gas into the metal bath consisting mainly of 1-10mass% V and 1mass% P. At these conditions, oxidation of V was favoured over Fe. Up to 10-13mass% V2O3 could be dissolved in the slag before a viscous slag saturated in V-oxide was observed. The phosphate capacity in the slag was low and as a result this slag could at once be subjected to a final reduction step for production of ferrovanadium with 40-50mass% V. / Metoder för att utvinna vanadin till högvärdiga vanadinslagger från metallsmältor innehållande främst järn (Fe), vanadin (V) och fosfor (P) utvecklades. Metallsmältorna framställs genom att processa primära V råvaror, såsom titanomagnetit, och sekundära råvaror av i huvudsak vanadinrik stålslagg. Fasstudier av högvärdiga vanadinslagger genomfördes som grund för utvecklingsarbetet. Experimentella fasstudier av vanadinspinellslagg med 30vikt% V2O3 och 5.5vikt% MnO genomfördes vid en temperatur av 1573K, 1673K och 1773K. Övriga komponenter i slaggen varierades inom ett intervall av 0-6vikt% Al2O3, 1-5vikt% CaO och 10-17vikt% SiO2, viktad med järnoxid. Samtliga slagger var sammansatt av både flytande- och fastfas. Den fasta fasen utgjordes främst av en vanadin- och järnrik spinellfas och i vissa fall även av fri SiO2. Genom försök i en stålkonverter i semi-industriell skala utvecklades och validerades en metod för vanadinutvinning från råjärnsmältor innehållande 2vikt% V och 0.1vikt% P, vid en temperatur av 1677K. Oxidationen utfördes med syreanrikad luft via en vattenkyld topplans och genom tillsats av hematit pellets. Omsättningen av pellets säkerhetsställdes genom god omrörning som erhölls under korta perioder med höga gasvolymer som en effekt av hög avkolningstakt. Råjärnet efter behandlingen innehöll cirka 3vikt% C och 0.1vikt% V. Producerad vanadinspinellslagg bestod av upp till 30vikt% V2O3. Fosforfördelningen till slaggen var låg under processbetingelser med god omrörning. Experimentella fasstudier av Al2O3-CaO(25-35vikt%)-SiO2-VOx slagg genomfördes vid en temperatur av 1873K och ett syrepartialtryck av 9.37·10-10atm. Den maximala lösligheten av vanadinoxid i slaggen var 9-10vikt% V2O3. Två fasta faser identifierades, V2O3 (Karelianit) med fast löslighet av Al2O3 och Hibonit med vanadinoxid inlöst i kristallstrukturen. Experimentella försök för att utvinna vanadin från en stålsmälta bestående av 1-10vikt% V och 1vikt% P till en slagg med en initial sammansättning av 7-40vikt% Al2O3, 25-35vikt% CaO och 27-64vikt% SiO2 utfördes i en skala av 150kg. Oxidation av vanadin åstadkoms genom att blåsa in CO2 gas i stålsmältan via en spolsten. Under dessa processförhållanden var oxidationen av vanadin gynnsam framför järn och fosfor. Lösligheten av vanadinoxid i slaggen var upp till 10-13vikt% V2O3. Slagg mättad med vanadinoxid var viskös som en konsekvens av utfällning av V2O3 med inlöst Al2O3. Slaggens gynnsamma vanadin och järn- samt vanadin och fosfor förhållande möjliggör att genom slutreduktion producera ferrovanadin med en vanadinhalt av 40-50vikt% och låg fosforhalt. / <p>QC 20170912</p>