Kaasuhuokoisuuden ja repeämien synnyn estäminen duplex-terästen valussa

Translated title of the contribution: Prevention of gas porosity formation and cracking during casting of duplex stainless steels

Raimo Arola

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Työssä tutkittiin ruostumattomien duplex-terästen valussa syntyneitä materiaalivikoja. Työn lähtökohtana oli Nordberg-Lokomo Oy:n teräsvalimossa valettuihin standardin ASTM A890 lajien 4A ja 5A duplex-teräksiin ja näitä ferriittisempään ruostumattomaan teräkseen SS 23 24 muodostunut kaasuhuokoisuus sekä teräkseen 5A muodostuneet repeämät. Tutkimus sisälsi kirjallisuustarkastelun, useita koevaluja VTT:ssa ja teollisuudessa sekä mittauksia tuotantovalukappaleista. Työn tavoitteena oli vähentää valuvikojen syntymistä. Duplex-teräkset 4A ja 5A jähmettyvät tehtyjen mittausten perusteella käytännöllisesti katsoen aina täysin ferriittisesti. Jähmettymistyyppiin ei voida näin ollen vaikuttaa eikä repeämäalttiutta ja huokoisuutta sitä kautta vähentää. Valukokeissa ja teollisuuskappaleiden tarkastelussa havaittiin useita tekijöitä, jotka yhdessä tai erikseen aiheuttivat kaasuhuokoisuutta. Pintakuonan yhteydessä olevaa huokoisuutta syntyi, kun teräksen vapaa happipitoisuus oli puutteellisen deoksidoinnin johdosta suuri. Kun käytettiin runsaasti deoksidointiainetta, kappaleisiin syntyi todennäköisesti vedyn vaikutuksesta paljon kaasuhuokosia eri puolille kappaletta. Kaasuhuokoisuutta lisäsivät myös typpiseostuksen korottaminen, jähmettyvän kappaleen imutaipumus, matala valulämpötila sekä mahdollisesti argonkaasu, joka on peräisin sulan kaasuhuuhtelusta. Duplex-teräs 5A ei osoittautunut erityisen kuumarepeämäherkäksi. Repeämien syyksi osoittautui sigmafaasi, jota muodostui runsaasti valutilaiseen teräkseen 5A ja joka hävisi tehdyissä koelämpökäsittelyissä.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages61
ISBN (Print)951-38-4887-6
Publication statusPublished - 1996
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
PublisherVTT
No.1732
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Fingerprint

Pediculus
Porosity
Stainless Steel
Gases

Keywords

  • steels
  • stainless steels
  • casting
  • porosity
  • porous metals
  • cracking (fracturing)
  • microstructure
  • tests

Cite this

Arola, R. (1996). Kaasuhuokoisuuden ja repeämien synnyn estäminen duplex-terästen valussa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1732
Arola, Raimo. / Kaasuhuokoisuuden ja repeämien synnyn estäminen duplex-terästen valussa. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1996. 61 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1732).
@book{c9141a99f44543b99321575a1a42dc5e,
title = "Kaasuhuokoisuuden ja repe{\"a}mien synnyn est{\"a}minen duplex-ter{\"a}sten valussa",
abstract = "Ty{\"o}ss{\"a} tutkittiin ruostumattomien duplex-ter{\"a}sten valussa syntyneit{\"a} materiaalivikoja. Ty{\"o}n l{\"a}ht{\"o}kohtana oli Nordberg-Lokomo Oy:n ter{\"a}svalimossa valettuihin standardin ASTM A890 lajien 4A ja 5A duplex-ter{\"a}ksiin ja n{\"a}it{\"a} ferriittisemp{\"a}{\"a}n ruostumattomaan ter{\"a}kseen SS 23 24 muodostunut kaasuhuokoisuus sek{\"a} ter{\"a}kseen 5A muodostuneet repe{\"a}m{\"a}t. Tutkimus sis{\"a}lsi kirjallisuustarkastelun, useita koevaluja VTT:ssa ja teollisuudessa sek{\"a} mittauksia tuotantovalukappaleista. Ty{\"o}n tavoitteena oli v{\"a}hent{\"a}{\"a} valuvikojen syntymist{\"a}. Duplex-ter{\"a}kset 4A ja 5A j{\"a}hmettyv{\"a}t tehtyjen mittausten perusteella k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}llisesti katsoen aina t{\"a}ysin ferriittisesti. J{\"a}hmettymistyyppiin ei voida n{\"a}in ollen vaikuttaa eik{\"a} repe{\"a}m{\"a}alttiutta ja huokoisuutta sit{\"a} kautta v{\"a}hent{\"a}{\"a}. Valukokeissa ja teollisuuskappaleiden tarkastelussa havaittiin useita tekij{\"o}it{\"a}, jotka yhdess{\"a} tai erikseen aiheuttivat kaasuhuokoisuutta. Pintakuonan yhteydess{\"a} olevaa huokoisuutta syntyi, kun ter{\"a}ksen vapaa happipitoisuus oli puutteellisen deoksidoinnin johdosta suuri. Kun k{\"a}ytettiin runsaasti deoksidointiainetta, kappaleisiin syntyi todenn{\"a}k{\"o}isesti vedyn vaikutuksesta paljon kaasuhuokosia eri puolille kappaletta. Kaasuhuokoisuutta lis{\"a}siv{\"a}t my{\"o}s typpiseostuksen korottaminen, j{\"a}hmettyv{\"a}n kappaleen imutaipumus, matala valul{\"a}mp{\"o}tila sek{\"a} mahdollisesti argonkaasu, joka on per{\"a}isin sulan kaasuhuuhtelusta. Duplex-ter{\"a}s 5A ei osoittautunut erityisen kuumarepe{\"a}m{\"a}herk{\"a}ksi. Repe{\"a}mien syyksi osoittautui sigmafaasi, jota muodostui runsaasti valutilaiseen ter{\"a}kseen 5A ja joka h{\"a}visi tehdyiss{\"a} koel{\"a}mp{\"o}k{\"a}sittelyiss{\"a}.",
keywords = "steels, stainless steels, casting, porosity, porous metals, cracking (fracturing), microstructure, tests",
author = "Raimo Arola",
year = "1996",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4887-6",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1732",
address = "Finland",

}

Arola, R 1996, Kaasuhuokoisuuden ja repeämien synnyn estäminen duplex-terästen valussa. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1732, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Kaasuhuokoisuuden ja repeämien synnyn estäminen duplex-terästen valussa. / Arola, Raimo.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1996. 61 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1732).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Kaasuhuokoisuuden ja repeämien synnyn estäminen duplex-terästen valussa

AU - Arola, Raimo

PY - 1996

Y1 - 1996

N2 - Työssä tutkittiin ruostumattomien duplex-terästen valussa syntyneitä materiaalivikoja. Työn lähtökohtana oli Nordberg-Lokomo Oy:n teräsvalimossa valettuihin standardin ASTM A890 lajien 4A ja 5A duplex-teräksiin ja näitä ferriittisempään ruostumattomaan teräkseen SS 23 24 muodostunut kaasuhuokoisuus sekä teräkseen 5A muodostuneet repeämät. Tutkimus sisälsi kirjallisuustarkastelun, useita koevaluja VTT:ssa ja teollisuudessa sekä mittauksia tuotantovalukappaleista. Työn tavoitteena oli vähentää valuvikojen syntymistä. Duplex-teräkset 4A ja 5A jähmettyvät tehtyjen mittausten perusteella käytännöllisesti katsoen aina täysin ferriittisesti. Jähmettymistyyppiin ei voida näin ollen vaikuttaa eikä repeämäalttiutta ja huokoisuutta sitä kautta vähentää. Valukokeissa ja teollisuuskappaleiden tarkastelussa havaittiin useita tekijöitä, jotka yhdessä tai erikseen aiheuttivat kaasuhuokoisuutta. Pintakuonan yhteydessä olevaa huokoisuutta syntyi, kun teräksen vapaa happipitoisuus oli puutteellisen deoksidoinnin johdosta suuri. Kun käytettiin runsaasti deoksidointiainetta, kappaleisiin syntyi todennäköisesti vedyn vaikutuksesta paljon kaasuhuokosia eri puolille kappaletta. Kaasuhuokoisuutta lisäsivät myös typpiseostuksen korottaminen, jähmettyvän kappaleen imutaipumus, matala valulämpötila sekä mahdollisesti argonkaasu, joka on peräisin sulan kaasuhuuhtelusta. Duplex-teräs 5A ei osoittautunut erityisen kuumarepeämäherkäksi. Repeämien syyksi osoittautui sigmafaasi, jota muodostui runsaasti valutilaiseen teräkseen 5A ja joka hävisi tehdyissä koelämpökäsittelyissä.

AB - Työssä tutkittiin ruostumattomien duplex-terästen valussa syntyneitä materiaalivikoja. Työn lähtökohtana oli Nordberg-Lokomo Oy:n teräsvalimossa valettuihin standardin ASTM A890 lajien 4A ja 5A duplex-teräksiin ja näitä ferriittisempään ruostumattomaan teräkseen SS 23 24 muodostunut kaasuhuokoisuus sekä teräkseen 5A muodostuneet repeämät. Tutkimus sisälsi kirjallisuustarkastelun, useita koevaluja VTT:ssa ja teollisuudessa sekä mittauksia tuotantovalukappaleista. Työn tavoitteena oli vähentää valuvikojen syntymistä. Duplex-teräkset 4A ja 5A jähmettyvät tehtyjen mittausten perusteella käytännöllisesti katsoen aina täysin ferriittisesti. Jähmettymistyyppiin ei voida näin ollen vaikuttaa eikä repeämäalttiutta ja huokoisuutta sitä kautta vähentää. Valukokeissa ja teollisuuskappaleiden tarkastelussa havaittiin useita tekijöitä, jotka yhdessä tai erikseen aiheuttivat kaasuhuokoisuutta. Pintakuonan yhteydessä olevaa huokoisuutta syntyi, kun teräksen vapaa happipitoisuus oli puutteellisen deoksidoinnin johdosta suuri. Kun käytettiin runsaasti deoksidointiainetta, kappaleisiin syntyi todennäköisesti vedyn vaikutuksesta paljon kaasuhuokosia eri puolille kappaletta. Kaasuhuokoisuutta lisäsivät myös typpiseostuksen korottaminen, jähmettyvän kappaleen imutaipumus, matala valulämpötila sekä mahdollisesti argonkaasu, joka on peräisin sulan kaasuhuuhtelusta. Duplex-teräs 5A ei osoittautunut erityisen kuumarepeämäherkäksi. Repeämien syyksi osoittautui sigmafaasi, jota muodostui runsaasti valutilaiseen teräkseen 5A ja joka hävisi tehdyissä koelämpökäsittelyissä.

KW - steels

KW - stainless steels

KW - casting

KW - porosity

KW - porous metals

KW - cracking (fracturing)

KW - microstructure

KW - tests

M3 - Report

SN - 951-38-4887-6

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Kaasuhuokoisuuden ja repeämien synnyn estäminen duplex-terästen valussa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Arola R. Kaasuhuokoisuuden ja repeämien synnyn estäminen duplex-terästen valussa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1996. 61 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1732).