Raepuhalluksen vaikutus teräksen mekaanisiin ominaisuuksiin

Abstract

Opinnäytetyön tehtävänä oli tutkia raepuhalluksen vaikutusta teräksen mekaanisiin ominaisuuksiin. Ongelmana oli mahdollinen raepuhalluksen aiheuttama muutos SSAB:n terästuotannon testausten tuloksiin. Jokaisesta valssatusta levystä leikataan vetokoetta varten testikappaleet, jotka tulevaisuudessa puhdistettaisiin valssaushilseestä raepuhaltamalla. Tavoitteena oli selvittää, aiheuttaako raepuhallus muutosta testituloksiin vetokokeessa, sekä antaa selvitys siitä, onko raepuhallus hyväksyttävä menetelmä testikappaleiden puhdistukseen. Raepuhalluksen käyttö teollisuudessa on hyvin tunnettu menetelmä väsymislujuuden parannukseen, mutta sen vaikutuksen laajuus erikoisteräksiin on vähemmän tunnettu. Tämä työn tarkoituksena oli antaa suuntaava käsitys raepuhalluksen vaikutuksista SSAB:n erikoisteräksiin.

Työn toiminnallisessa osuudessa tutkittiin raepuhalluksen vaikutusta kolmeen eri teräslaatuun, S355, Optim 700 ja Raex 400. Kyseisistä teräslaaduista tehtiin kaksi vetokoesarjaa, puhallettu ja puhaltamaton eri paksuuksilla, joille suoritettiin tilastollinen tarkastelu t-testin avulla.

Lopputuloksena todettiin, että raepuhallus aiheuttaa pienen muutoksen vetokokeen tuloksiin S355-, ja Optim 700-teräslaadulla, Reax 400-teräslaadulla raepuhallus vaikutti ainoastaan 6 mm kokonaisvenymään. Kyseiset muutokset eivät kuitenkaan olleet niin merkittävä, että raepuhallus ei olisi hyväksyttävä menetelmä testikappaleiden puhdistukseen.

Raepuhalluksen vaikutuksen vetokokeeseen todettiin olevan suurempi Optim 700-teräslaatuun 1,30 prosentin muutoksella 8 mm paksuisen testikappaleen murtolujuudessa, kuin S355-rakenneteräksessä. Raex 400-teräslaadussa raepuhallus aiheutti muokkauslujittumisen, joka aiheutti suhteellisen suuren -7,374 prosentin muutoksen kokonaisvenymän tulokseen 6 mm paksuudessa.

The purpose of this Bachelor’s thesis was to research the effect of shot blasting on steel. This thesis was commissioned by the steel manufacturer SSAB by their production plant in Raahe, Finland. The problem was the effect shot blasting can have on the testing of rolled steel. Test pieces are cut from every produced steel sheets and they are tested to prove its quality, these test pieces would be shot blasted clean. The question was does the shot blasting have an effect on the test results of the tensile testing of these steel test pieces.

Shot blasting is a well-known method in improving the fatigue strength of steel, but its effect on special steels is less known. This work gave an understanding about the effect of shot blasting on SSABs special steels Optim 700 and Raex 400.

In this thesis the effect of shot blasting was tested on the tensile strength of three different steels, structural steel S355, ultra-high strength Optim 700 and wear resistant steel Raex 400. With the thicknesses of 6, 8, 12 and 20 mm with some exceptions. The testing was performed by making two test series of blasted and unblasted test pieces and these were compared to each other with a t-test (student’s-test).

In the end it was concluded that shot blasting does in fact have a small effect on the test results of the qualities S355 and Optim 700. With Raex 400 only the 6 mm total elongation was affected with a change of -7,374 %. Interestingly shot blasting had a bigger effect on the stronger Optim 700 with the change of 1,30 % in the tensile test of the 8 mm thick test piece, than it did on the 6 mm S355. From this it can be concluded, that shot blasting could be a useful cold-working method in the use of ultra-high strength steels.