Rajamuovattavuustutkimus kuumavalssatulle teräkselle Optim 650 MC
Vierelä, Raimo (2012)
Vierelä, Raimo
Kemi-Tornion ammattikorkeakoulu Lapin ammattikorkeakoulu
2012
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205076545
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205076545
Tiivistelmä
Opinnäytetyön aiheena oli suorittaa rajamuovattavuustutkimus Rautaruukin kuuma-valssatulle teräkselle Optim 650 MC (3 mm). Tutkimuksessa suoritettiin Nakajima-testi, Erichsenin kupinvenytyskoe sekä reiänlaajennustesti Kemi-Tornion ammatti-korkeakoulun rikkovan aineenkoetuksen laboratoriossa. Tuloksia verrattiin Optim 700 MC Plus -teräksen (3 mm) tuloksiin.
Rajamuovattavuustutkimuksen lisäksi työssä tehtiin kirjallisuusselvitys teräksen muokkaamisesta ja muovausominaisuuksista. Työssä selvitettiin tärkeimpiä testaus-menetelmiä muovaustutkimuksessa sekä muovaustutkimuksen hyötyjä. Työssä tehtiin myös selvitys hyviä muovausominaisuuksia vaativista käyttökohteista sekä mah-dollisista uusista sovellusmahdollisuuksista.
Työ aloitettiin teorian opiskelulla sekä kirjallisuusselvityksillä. Aiheen vähäinen tun-temus aiheutti alussa ongelmia. Hyvät työohjeet sekä selkeät standardit muovatta-vuuskokeille helpottivat kokeellisen osan suorittamista. Kaikki testit suoritettiin Erichsenin 145–60 muovattavuustutkimuslaitteistolla ja Nakajima-testissä käytettiin lisäksi GOM:n optista venymämittauslaitteistoa sekä ARAMIS-sovellusta raja-muovattavuuskäyrän määrittämiseen.
Testit onnistuivat kauttaaltaan hyvin, ainoastaan reiänlaajennustestissä jouduttiin poikkeamaan hiukan standardista osan rikkoutumisen vuoksi, mutta testi ehdittiin uusimaan vielä standardin mukaisesti. Myös Nakajima-testissä oli yhden näytesarjan kanssa pieniä ongelmia näytteiden tunnistamisen suhteen. Tuloksien perusteella Op-tim 650 MC:n muovausominaisuudet ovat lähes samaa luokkaa kuin Optim 700 MC Plussallakin tai jopa vähän paremmat. Koska reiänlaajennussuhde on näinkin paljon parempi, voidaan todeta, että Optim 650 MC:lle löytyisi muitakin käyttökohteita, kuin ne missä sitä nykyään käytetään. Toisaalta myös Optim 700 MC Plussaa voidaan tarjota vaihtoehtoisesti Optim 650 MC:n tilalle, koska muovattavuusominaisuudet ovat näinkin lähellä toisiaan ja lujuutta on vielä hiukan enemmän. Muovattavuus-testeistä on näin ollen merkittävää hyötyä, jotta osataan tarjota asiakkaille oikeanlaista materiaalia tarpeen mukaan.
Rajamuovattavuustutkimuksen lisäksi työssä tehtiin kirjallisuusselvitys teräksen muokkaamisesta ja muovausominaisuuksista. Työssä selvitettiin tärkeimpiä testaus-menetelmiä muovaustutkimuksessa sekä muovaustutkimuksen hyötyjä. Työssä tehtiin myös selvitys hyviä muovausominaisuuksia vaativista käyttökohteista sekä mah-dollisista uusista sovellusmahdollisuuksista.
Työ aloitettiin teorian opiskelulla sekä kirjallisuusselvityksillä. Aiheen vähäinen tun-temus aiheutti alussa ongelmia. Hyvät työohjeet sekä selkeät standardit muovatta-vuuskokeille helpottivat kokeellisen osan suorittamista. Kaikki testit suoritettiin Erichsenin 145–60 muovattavuustutkimuslaitteistolla ja Nakajima-testissä käytettiin lisäksi GOM:n optista venymämittauslaitteistoa sekä ARAMIS-sovellusta raja-muovattavuuskäyrän määrittämiseen.
Testit onnistuivat kauttaaltaan hyvin, ainoastaan reiänlaajennustestissä jouduttiin poikkeamaan hiukan standardista osan rikkoutumisen vuoksi, mutta testi ehdittiin uusimaan vielä standardin mukaisesti. Myös Nakajima-testissä oli yhden näytesarjan kanssa pieniä ongelmia näytteiden tunnistamisen suhteen. Tuloksien perusteella Op-tim 650 MC:n muovausominaisuudet ovat lähes samaa luokkaa kuin Optim 700 MC Plussallakin tai jopa vähän paremmat. Koska reiänlaajennussuhde on näinkin paljon parempi, voidaan todeta, että Optim 650 MC:lle löytyisi muitakin käyttökohteita, kuin ne missä sitä nykyään käytetään. Toisaalta myös Optim 700 MC Plussaa voidaan tarjota vaihtoehtoisesti Optim 650 MC:n tilalle, koska muovattavuusominaisuudet ovat näinkin lähellä toisiaan ja lujuutta on vielä hiukan enemmän. Muovattavuus-testeistä on näin ollen merkittävää hyötyä, jotta osataan tarjota asiakkaille oikeanlaista materiaalia tarpeen mukaan.