Tutkimus ultralujien rakenne- ja kulutusterästen jännitys-venymäkäyttäytymisestä

Abstract

Tämä opinnäytetyö on jatkotutkimus Rautaruukin tekemälle selvitykselle Gom/Aramis 5M -venymäanalysaattorin soveltuvuudesta ultralujien terästen materiaaliominaisuuksien tarkasteluun. Työ suoritettiin toimeksiantona Kemi-Tornion ammattikorkeakoulun T & K -yksikössä materiaalien käytettävyyden ryhmän tekemänä. Työn lähtökohtana oli Rautaruukin tarve saada tarkempaa tietoa terästen materiaalikäyttäytymisestä vetokokeiden aikana ja siitä, voidaanko nämä muutokset tallentaa Aramis-kuvauslaitetta käyttäen.

Työ aloitettiin opettelemalla käyttämään Zwick & Roell -vetokonetta ja sen ohjelmistoa sekä tutustumalla Aramis-kameraan kuvaamalla Rautaruukin toimittamille näyteteräksille tehtäviä vetokokeita. Tavoitteena oli kehittää malli Aramis-laitteen mittausdatan käsittelyyn, jotta siitä saadaan piirrettyä dσ/dε -käyrä ja määritettyä voimamaksimi sekä muokkauslujittumiseksponentti.

Vetokoneen ja Aramiksen mittaamaa tulosdataa käsitellessä huomattiin, että laitteiden tulokset poikkesivat hieman toisistaan. Suurimmat erot näkyivät dσ/dε -käyrien muodoissa ja niiden arvoissa. Myös voimamaksimin kuvaajat erosivat toisistaan, mutta antoivat tuloksena saman maksimivoiman. Muokkauslujittumiseksponentit eivät poikenneet toisistaan juuri ollenkaan. Eroavuuksien voidaan arvella johtuvan Aramiksen asetuksista tai vika voi olla käyttäjäperäinen.

This Bachelor’s Thesis is a follow-up study for the report on the suitability of the Gom/Aramis 5M deformation analyzer for observation of high-strength steels attributes conducted by Rautaruukki. The study was assigned by Kemi-Tornio University of Applied Sciences R & D department carried out by the Advanced Strain Analysis Team. The premise of the study was Rautaruukki’s requirement for more accurate information on the behaviour of steels during tensile tests and if these deformations can be recorded by using the Aramis analyzer.

The study begun by learning how to use Zwick & Roell tensile tester and its software, and by familiarizing with the Aramis camera by recording the tensile tests performed on the specimens provided by Rautaruukki. The objective was to develop a pattern for processing measurement data, for the purpose of forming a dσ/dε curve and determining the maximum force work and hardening exponent.

While processing the result data measured by the tensile tester and Aramis analyzer it turned out that the results provided by the devices varied. The Greatest variation was visible in the forms and values of the dσ/dε curves. Also the graphs of maximum force differed but gave the same maximum force as the result. The Work hardening exponents did not vary notably. The variations are thought to be due to either the Aramis analyzer’s settings or the operator of the device.