Nopeat lämpökäsittelyt erikoisterästen ominaisuuksien paikallisessa räätälöinnissä

Abstract

Opinnäytetyössä käytiin läpi Oulun yliopiston Oulun Eteläisen instituutin FMT-tutkimusryhmän tekemiä tutkimuksia ja tutkimusraportteja. Työssä tutkittiin erikoisterästen lämpökäsittelyä, särmäystä ja lämpökäsittelymenetelmien toimi-vuutta. Erikoisterästen särmättävyyteen voidaan vaikuttaa positiivisesti paikallisilla lämpökäsittelyillä.

Terästen käyttäjien ja valmistajien kasvaneet vaatimukset ovat johtaneet eri-koisterästen, kuten kulutusteräksen ja ultralujan rakenneteräksen kehittämi-seen. Terästen korkea kovuus aiheuttaa ongelmia terästen muovauksessa. Särmäys on yleinen teräksen muovausmenetelmä. Terästen särmättävyyttä on mahdollista parantaa useilla erilaisilla lämpökäsittelymenetelmillä. Yleisimpiä ovat laserlämpökäsittely ja induktiokuumennus. Ennen särmäystä särmän koh-dalla olevat naarmut ja leikkausreuna tulee hioa. Lämpökäsittelyn avulla erikoisteräkset voidaan särmätä huomattavasti pienemmillä taivutussäteillä kuin valmistajien ilmoittamat minimiarvot.

Työssä läpikäydään Oulun Eteläisen instituutin FMT-tutkimusryhmän ULLA-projektin tuloksia. Taulukoihin on kerätty Optim 960 QC, Optim 1100 QC, Raex 500 ja Miilux 500 -terästen pienimmät taivutusarvot ja toimivat laserkäsittelypa-rametrit. Teräkset voitiin särmätä lämpökäsittelyiden avulla huomattavasti pie-nemmillä säteillä kuin valmistajan ilmoittamat minimiarvot. Taivutussäteitä saa-tiin pienennettyä laserlämpökäsittelyiden avulla 34 - 68 % perusaineisiin verrattuna. Lopuksi on käsitelty paikallisten lämpökäsittelyiden etuja, haittoja ja kustannustehokkuutta. ULLA-projektissa käytetty laserlämpökäsittely on huomattavasti kalliimpi ja huonomman hyötysuhteen omaava menetelmä kuin induktio. Induktion hyötysuhde on noin 80 - 90 % ja laserin noin 20 %. Kustannuksiltaan laser maksaa kilowatilta noin 40 000 € ja induktio 1 000 €.