University of Oulu

Nuorrutusterästen suotaumat ja niiden vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin

Saved in:
Author: Leinonen, Tuomo1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Mechanical Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 9.7 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201501151014
Language: Finnish
Published: Oulu : T. Leinonen, 2015
Publish Date: 2015-01-21
Physical Description: 154 p.
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Porter, David
Lang, Visa
Pikkarainen, Teppo
Reviewer: Porter, David
Mehtonen, Saara
Description:
Työn tavoitteena on tutkia suotaumarakenteen vaikutusta nuorrutusterästen mekaanisiin ominaisuuksiin eri sulatusparametrien avulla. Työssä testataan kahta eri valupaksuutta (175 ja 210 mm) sekä korkeaa ja normaalia valun ylilämpöä, joiden avulla pyritään hallitsemaan jatkuvavalun aikana syntyvää suotaumaa. Suotaumaa tutkitaan makroetsausnäytteiden sekä levynäytteiden avulla, joista nähdään suotauman periytymistä lopputuotteeseen. Levyille tehdään mekaanista testausta, jotta voidaan arvioida suotauman vaikutusta lopullisiin ominaisuuksiin. Eri sulatusten jähmettymisrakenteet määräytyivät kuten oletettua ylilämpöjen mukaan. 175 mm aihiolla korkean ylilämmön avulla ei saatu täysin pylväsdendriittistä rakennetta aikaiseksi. Suotaumat eri indeksien mukaan vaihtelevat hyvin paljon sulatusten esiaihioiden ja eri leveyksien välillä. Aihion eri suotaumaindeksien väliltä ei löytynyt selvää korrelaatiota keskenään. Ainoastaan OES-analyysin suotaumaindeksi korreloi levyn lopullisen iskusitkeyden kanssa. Suotauman seosainepitoisuuden ollessa suurempi, iskusitkeys oli matalampi. Aihiosta otettujen makroetsausnäytteiden ja levynäytteiden suotaumien väliltä ei löydetty selkeää korrelaatiota, sillä näytteiden suotaumatasot vaihtelevat suuresti ja syövytysten onnistuminen vaikuttaa merkittävästi tuloksiin. Levyjen iskusitkeys on selkeästi paras 210 mm aihion levyillä, sillä niiden suotauma-nauhat olivat ohuet suuren kokonaisreduktion ansiosta. Iskusitkeys parani myös kun sulatuksen fosforipitoisuus oli pieni. 210 mm aihion levyjen suotaumien koostumus on seosaineista eniten rikastunut, mutta se ei heikennä iskusitkeyttä, sillä suotaumanauhan kova mikrorakenne on niin kapealla alueella. Jatkossa tulisi pyrkiä saamaan mahdollisimman ohuet suotaumanauhat levyihin tai valmistaa levyjä sulatuksista, jotka sisältävät hyvin vähän fosforia, jolloin suotauman muodolla ei ole niin suurta merkitystä.
see all

The aim of this research was to study the effect of segregation on the mechanical properties of quenched and tempered steels cast with different continuous casting parameters. This study tests two different casting thicknesses (175 and 210 mm), as well as the high and normal casting superheat which are designed to vary the segregation. Segregation was studied with the macro-etching of slab samples and plate samples, which showed the inheritance of segregation to the final product. Plates were tested mechanically in order to assess the influence of segregation on properties. Different casting parameters resulted in solidification like that expected. 175 mm slab with high superheat did not have a fully columnar dendrite structure. Segregation-index values vary greatly between casts, for example in different mother slabs or in different widths of the mother slabs. Correlation between different segregation-index values was not found. Only the OES analysis segregation-index correlates with the impact toughness of the plates. When segregation leads to higher concentration of alloying elements in the centerline of the slab, impact toughness is lower in the rolled plate. Segregation indices obtained from macro-etched slab samples and plate samples have no clear correlation, because the segregation levels vary greatly and the success of etching significantly affects the results and can give inaccuracy. Impact toughness was the best in plates rolled from 210 mm thick slabs, as their segregation bands are thinner due to the higher total reduction. Impact toughness also improved when total phosphorus level was low. In plates rolled from 210 mm thick slabs, segregation is strongest if measured with chemical composition, but it didn’t impair the impact toughness, because the harder, more brittle microstructure occurs in a thin narrow area on the centerline. In the future, segregation bands should be made thinner or very low levels of phosphorus should be used.
see all

Subjects:
Copyright information: © Tuomo Leinonen, 2015. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.