Ferriittisten ruostumattomien terästen hitsauksessa syntyvien mikrorakenteiden vaikutus lämpövyöhykkeen mekaanisiin ominaisuuksiin
Anttila, Tuomas (2011)
Anttila, Tuomas
Kemi-Tornion ammattikorkeakoulu Lapin ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201101201573
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201101201573
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia ferriittiseen ruostumattomaan teräkseen hitsauksessa syntyviä mikrorakenteita ja niiden vaikutuksia teräksen lujuusominaisuuksiin. Työssä pyrittiin selvittämään, pystytäänkö hitsausparametreilla vaikuttamaan syntyvään mikrorakenteeseen ja valituista hitsausparametreista ne, jotka johtavat parhaisiin lujuusominaisuuksiin. Työn osana oli myös laatia testikappaleiden valmistusohjeistusta sekä testaukseen osallistuminen vetokokeiden ja mikrorakennetutkimusten osalta.
Työtä rajattiin käsittämään ferriittiset teräslaadut EN 1.4003, EN 1.4016 ja EN 1.4509. Hitsaukset suoritettiin MAG- ja TIG-hitsausmenetelmillä. Referenssilaatuna työssä käytettiin austeniittista ruostumatonta terästä EN 1.4301. Materiaalinpaksuus rajattiin ainoastaan 2 mm vahvuisiin materiaaleihin ja vetokoe suoritettiin ainoastaan MAG-menetelmällä hitsatuille näytteille.
Hitsaukset suoritettiin Steelpoliksessa Raahessa. Testikappaleet koneistettiin JaloteräsStudiolla Torniossa. Vetokokeet suoritettiin Kemi-Tornion ammattikorkeakoulun T&K-puolen käytössä olevalla vetokoneella, joka on sijoitettu ammattiopisto Lappian tiloihin. Mikrorakennetutkimukset tehtiin valomikroskoopilla ja ne suoritettiin T&K puolen laboratoriotiloissa.
Tehtyjen kokeiden perusteella voidaan todeta, että ferriittiset ruostumattomat teräkset eivät yllä hitsattuina mekaanisilta ominaisuuksiltaan austeniittisen teräslaadun tasolle. Kuitenkin ferriittisen ruostumattoman teräksen mekaaniset ominaisuudet voidaan säilyttää parhaiten rajoittamalla hitsauksessa tapahtuvaa lämmöntuontia niin paljon, kuin se on laadukkaan hitsisauman kannalta mahdollista. Paras ferriittinen teräslaatu austeniittisen korvaajaksi oli tehtyjen mittausten perusteella EN 1.4509, koska sen mikrorakenteessa eikä mekaanisissa ominaisuuksissa tapahdu suuria muutoksia millään lämmöntuonnin arvolla.
Työtä rajattiin käsittämään ferriittiset teräslaadut EN 1.4003, EN 1.4016 ja EN 1.4509. Hitsaukset suoritettiin MAG- ja TIG-hitsausmenetelmillä. Referenssilaatuna työssä käytettiin austeniittista ruostumatonta terästä EN 1.4301. Materiaalinpaksuus rajattiin ainoastaan 2 mm vahvuisiin materiaaleihin ja vetokoe suoritettiin ainoastaan MAG-menetelmällä hitsatuille näytteille.
Hitsaukset suoritettiin Steelpoliksessa Raahessa. Testikappaleet koneistettiin JaloteräsStudiolla Torniossa. Vetokokeet suoritettiin Kemi-Tornion ammattikorkeakoulun T&K-puolen käytössä olevalla vetokoneella, joka on sijoitettu ammattiopisto Lappian tiloihin. Mikrorakennetutkimukset tehtiin valomikroskoopilla ja ne suoritettiin T&K puolen laboratoriotiloissa.
Tehtyjen kokeiden perusteella voidaan todeta, että ferriittiset ruostumattomat teräkset eivät yllä hitsattuina mekaanisilta ominaisuuksiltaan austeniittisen teräslaadun tasolle. Kuitenkin ferriittisen ruostumattoman teräksen mekaaniset ominaisuudet voidaan säilyttää parhaiten rajoittamalla hitsauksessa tapahtuvaa lämmöntuontia niin paljon, kuin se on laadukkaan hitsisauman kannalta mahdollista. Paras ferriittinen teräslaatu austeniittisen korvaajaksi oli tehtyjen mittausten perusteella EN 1.4509, koska sen mikrorakenteessa eikä mekaanisissa ominaisuuksissa tapahdu suuria muutoksia millään lämmöntuonnin arvolla.