Näytteenvalmistuksen vaikutus kovuusmittaustuloksiin : Hiiletyskarkaistu teräs
Hämölä, Helena (2023)
Hämölä, Helena
2023
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering and Natural Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-05-02
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202304123625
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202304123625
Tiivistelmä
Hiiletysteräksen kovuusmittaus on tärkeä osa monen terästuotteen valmistamista, sillä mittauksen avulla varmistetaan valmiin tuotteen laatu. Tässä työssä tutkitaan hiiletysteräksiä 18CrNiMo7 ja AISI8620 sekä niiden kovuusmittausarvoja. Teräkset on ensin hiiletyskarkaistu ja sitten päästetty öljyssä. Käsittelylämpötilat ja -ajat riippuivat siitä, kuinka syvä hiiletyskerros on haluttu. Työtä tutkitaan, koska huomattiin eri laboratorioiden välille syntyvän eroja kovuusmittaustuloksissa. Eroja syntyi aluksi maksimissaan 60 Vickersin kovuusyksikön (engl. Hardness Vickers, HV) verran. Työn tavoitteena on selvittää, mistä johtuvat kovuusmittauskokeen tulosten erot eri laboratorioiden välillä.
Työssä on kaksi isompaa kokonaisuutta. Kirjallisuustutkimusosuudessa käsitellään kovuusmittausta ja näytteenvalmistuksen vaiheita. Jokainen vaihe ja siihen liittyvät muuttujat on käyty läpi ja pohdittu millaisilla tavoilla ne voidaan tehdä. Lisäksi on käsitelty tarkemmin Vickersin kovuusmittaus sekä siihen liittyvät virhemuuttujat käyttäen apuna standardia ISO 6507-1 Metallien Vickersin kovuuskoe. Osa 1: Menetelmä. Kokeellisessa osiossa kerrotaan miten eri menetelmien testaus on toteutettu ja mitä tuloksia kokeista saatiin.
Tuloksista havaitaan, että lähtötilanteessa kovuusarvoille syntyi jopa 60 HV:n ero eri laboratorioiden välillä. Erot syntyivät hiontavaiheessa, jossa lähtötilanteessa hiontaparametrien välillä oli suuria poikkeavuuksia. Referenssipalan avulla varmistuttiin siitä, että erot aiheutuivat laboratorion 1 hiontamenetelmästä, joka antoi vääriä tuloksia. Ennen kokeiden suorittamista laboratoriossa 1 näytteitä hiottiin 5 minuuttia hyvin karkeilla laikoilla, kun taas laboratoriossa 2 näytteitä hiottiin vain minuutti ja laikkojen karkeudet eivät olleet niin kovia. Laboratorion 1 tulokset olivat kovuusarvoltaan paljon suurempia kuin laboratoriossa 2. Loppua kohti parametreja muutettiin niin, että laboratorioissa käytettiin lähes saman karkeita hiomalaikkoja, laikkoja oli enemmän hionnan aikana ja hionta-ajat olivat samat. Tutkimuksessa huomattiin myös, että laboratoriossa 1 koneella hiominen vaikutti tuloksiin, sillä laboratoriossa 2 saatiin pehmeämpiä tuloksia osittain myös käsin hiomisen vaikutuksesta. Kun kokeet suoritettiin uudelleen, oli eroa enää 5 HV:ta. Tulosten perusteella laboratorion 1 menetelmää muutettiin samankaltaiseksi kuin laboratoriossa 2, mikä johti tulosten paranemiseen.
Työssä on kaksi isompaa kokonaisuutta. Kirjallisuustutkimusosuudessa käsitellään kovuusmittausta ja näytteenvalmistuksen vaiheita. Jokainen vaihe ja siihen liittyvät muuttujat on käyty läpi ja pohdittu millaisilla tavoilla ne voidaan tehdä. Lisäksi on käsitelty tarkemmin Vickersin kovuusmittaus sekä siihen liittyvät virhemuuttujat käyttäen apuna standardia ISO 6507-1 Metallien Vickersin kovuuskoe. Osa 1: Menetelmä. Kokeellisessa osiossa kerrotaan miten eri menetelmien testaus on toteutettu ja mitä tuloksia kokeista saatiin.
Tuloksista havaitaan, että lähtötilanteessa kovuusarvoille syntyi jopa 60 HV:n ero eri laboratorioiden välillä. Erot syntyivät hiontavaiheessa, jossa lähtötilanteessa hiontaparametrien välillä oli suuria poikkeavuuksia. Referenssipalan avulla varmistuttiin siitä, että erot aiheutuivat laboratorion 1 hiontamenetelmästä, joka antoi vääriä tuloksia. Ennen kokeiden suorittamista laboratoriossa 1 näytteitä hiottiin 5 minuuttia hyvin karkeilla laikoilla, kun taas laboratoriossa 2 näytteitä hiottiin vain minuutti ja laikkojen karkeudet eivät olleet niin kovia. Laboratorion 1 tulokset olivat kovuusarvoltaan paljon suurempia kuin laboratoriossa 2. Loppua kohti parametreja muutettiin niin, että laboratorioissa käytettiin lähes saman karkeita hiomalaikkoja, laikkoja oli enemmän hionnan aikana ja hionta-ajat olivat samat. Tutkimuksessa huomattiin myös, että laboratoriossa 1 koneella hiominen vaikutti tuloksiin, sillä laboratoriossa 2 saatiin pehmeämpiä tuloksia osittain myös käsin hiomisen vaikutuksesta. Kun kokeet suoritettiin uudelleen, oli eroa enää 5 HV:ta. Tulosten perusteella laboratorion 1 menetelmää muutettiin samankaltaiseksi kuin laboratoriossa 2, mikä johti tulosten paranemiseen.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8744]