Pallografiittiraudan perlitointikäsittelyn optimointi

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2022-12-12
Department
Major/Subject
Production Engineering
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
fi
Pages
79
Series
Abstract
Tässä diplomityössä käsitellään pallografiittivalurautaisten kappaleiden perlitointilämpökäsittelyn optimointia. Työn keskeisenä tavoitteena oli selvittää miten erilaiset pallograffiittirautalaadut käyttäytyvät ja muuttuvat mekaanisilta ominaisuuksiltaan erilaisten lämpökäsittelymenetelmien seurauksena. Työn kokeellisessa osuudessa lämpökäsiteltiin suuri määrä lujuusluokaltaan eriäviä pallografiittirautamateriaaleja. Näytekappaleita valettiin kolmella eri seinämänvahvuudella. Lämpökäsitellyt näytekappaleet koneistettiin materiaalitestausta varten, jossa selvitettiin kappaleiden keskeisten mekaanisten ominaisuuksien arvot. Näistä arvoista koottiin käyrästö, jonka avulla tulevaisuudessa voidaan yksinkertaisin menetelmin määrittää erilaisille kappaleille sopivia lämpökäsittelyohjelmia kriittisen suureen lähtötilanteen ja kappaleelta vaaditun lopullisen lämpökäsittelyllä saavutettavan arvon perusteella. Työn tavoitteena oli laajamittaisilla testauksilla määrittää raamit kokonaisten materiaaliluokkien lämpökäsittelyohjelmien valinnalle muuttuvilla seinämänvahvuuksilla. Lisäksi tässä työssä tutkittiin näytekappaleiden mikrorakenteita metallografisella tarkastelulla kappaleiden laadun ja niiden perliittisen rakenteen varmistamiseksi. Eräällä lämpökäsittelyllä mikrorakenteessa havaittiin kuitenkin myös huomattava määrä pallografiittiraudalle epätyypillistä vapaata ferriittiä ja tämän yhteydessä kasvu sekä lujuusarvoissa että murtovenymässä. Tutkielman tulokset osoittivat, että lämpökäsittelyohjelmien valintaan on mahdollista määritellä soveltuva käyrästö ja että kuvaajia voidaan tulevaisuudessa käyttää metalliteollisuudessa sopivien lämpökäsittelymenetelmien valinnassa useilla erilaisilla pallografiittirautaluokilla.

This thesis examines the optimization of normalizing heat treatment of ductile cast iron. The main objective of the thesis was to investigate how different types of ductile iron behave and how their mechanical properties change under the influence of different heat treatment methods. In the experimental part of the thesis, a large number of ductile cast iron samples with varying wall thicknesses and mechanical properties were heat treated. The heat treated specimens were afterwards machined for material testing to determine their mechanical properties. From these values, a set of graphs was compiled which can be used in the future to determine appropriate heat treatment methods based on the initial mechanical values and the final requirements after the heat treatment for certain materials. The aim of the thesis was to determine a framework for the selection of different heat treatment methods for different ductile iron grades and varying wall thicknesses. In addition, this thesis studied the microstructures of the samples to verify their quality and pearlitic structures. However, also formation of fragmentary free ferrite was observed with one of the heat treatments linked to increase in both strength values and elongation. The results of the study showed that it is possible to define a set of graphs suitable for the selection of heat treatment methods and that the curves can be used in the future by metal and foundry industries when selecting suitable heat treatment processes for a wide range of different ductile iron grades.
Description
Supervisor
Orkas, Juhani
Thesis advisor
Roivas, Mikko
Jalava, Kalle
Keywords
pallografiittirauta, lämpökäsittely, perlitointi, valimotekniikka
Other note
Citation