Det har i dette arbeidet blitt undersøkt hvilke effekter relativt store mengder silisium har på egenskaper i stål. To ulike deler i stål, tinder og fjærer, som jordbruksselskapet Kverneland Group ASA produserer, har blitt undersøkt nærmere. Felles for tinder og fjærer er at de er utsatt for store mekaniske belastninger og trenger derfor høy styrke. Begge må tåle sykliske belastninger og de krever derfor stor utmattingsmotstand slik at de ikke går til brudd for tidlig.Tindelegeringen som ble studert var 33S17B og de fire fjærlegeringene var 46Si7, 55Si7, 50CrV4 og 35M13B. Felles for tinder og fjærer var at både tindelegeringen, 33S17B, og to av fjærlegeringene, 46Si7 og 55Si7, hadde et høyt silisiuminnhold på henholdsvis 1,6 %, 1,6 % og 2,0 wt.%.Hovedmålet med denne oppgaven har vært å finne ut hvilken effekt det relativt høye silisiuminnholdet i 33S17B, 46Si7 og 55Si7 hadde. For 33S17B var det interessant å se i hvilken grad silisium påvirket senterseigringene i godset. For fjærlegeringene ble de med høyt silisiuminnhold, 46Si7 og 55Si7, sammenlignet med legeringsalternativene med langt lavere silisiuminnhold, 50CrV4 og 35M13B. I løpet av dette arbeidet har kjemiske analyser og varmbehandling av tindelegeringen 33S17B blitt utført. De varmebehandlede mikrostrukturene har blitt studert i lysmikroskop og mikrohardhetsmålinger ble utført. Videre ble de fire fjærlegeringene 46Si7, 55Si7, 50CrV4 og 35M13B varmebehandlet og anløpt på ulike måter. Prøver av legeringene ble studert i lysmikroskop, hardhetsmålinger ble gjort på både mikro- og makronivå og strekkforsøk ble utført. Det høye silisiuminnholdet i 33S17B, 46Si7 og 55Si7 førte til at ferritt var en stabil fase ved relativt høye glødetemperaturer. Ved et lavere silisiuminnhold ville ikke ferritt, men kun austenitt, vært stabil for de samme glødetemperaturene.I 33S17B forekom blant annet silisium som senterseigringer i leveringsmaterialet. Konsentrasjonsforskjellen mellom seigringen og legeringens gjennomsnitt var på omtrent 1 wt.%. Dette førte til at seigringene inneholdt forekomester av ferritt etter bråkjøling fra så høye temperaturer som minst 1000 °C. Varmebehandling ved 1050 °C gjorde at seigringsferritten ble austenittisert og omdannet til martensitt ved bråkjøling.For fjærlegeringene 46Si7 og 55Si7 førte det høye silisiuminnholdet til relativt kraftig avkulling ved en herdetemperatur på 900 °C. Ettersom overflaten ble avkullet i løpet av varmebehandlingen gjorde det høye silisiuminnholdet at austenitten ikke lenger var stabil ved glødetemperaturen. Den karbonfattige austenitten i overflaten ble omvandlet til ferritt ved glødetemperaturen. Etter bråkjøling forble ferritten uforandret.Som for legering 33S17B førte også en høyere herdetemperatur til at 46Si7 og 55Si7 ble fullstendig austenittisert i forkant av bråkjølingen. Det ble funnet at 46Si7 og 55Si7 bør bråkjøles fra henholdsvis 950 °C og 1000 °C for å unngå et ferrittsjikt i overflaten.Legeringene 50CrV4 og 35M13B hadde et langt lavere silisiuminnhold og hadde derfor ikke et ferrittsjikt på overflaten. Ved å bråkjøle 50CrV4 fra 900 °C oppnådde legeringen den høyeste overflatehardheten blant samtlige avkullingsprøver. Dette viste at 50CrV4 er legeringen med den antatt høyeste utmattingsmotstanden. Det ble imidlertidig påvist mulig korngrenseoksidasjon i overflaten på 50CrV4 etter noen av varmebehandlingene, noe som i så fall vil svekke utmattingsmotstanden.Legering 35M13B bør austenittiseres og bråkjøles fra en temperatur ikke høyere enn 900 °C for å oppnå en høyest mulig hardhet på overflaten. Strekkforsøkene viste at 35M13B var legeringen med størst arbeidsherding.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ntnu-18875 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Sølvberg, Erlend |
| Publisher | Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Institutt for materialteknologi, Institutt for materialteknologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Norwegian |
| Detected Language | Norwegian |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0015 seconds