VÄRMEBEHANDLINGSFORUM

Transkript

1 forum Medlemsblad för VÄRMEBEHANDLINGSFORUM Juni 2015 Redaktör: Eva Troell Avslutat projekt: SMART Hållbar tillverkning av framtida transmissionsartiklar Swerea IVF Drop Test Machine Se sid 5 Konferens: IFHTSE European Conference on Heat Treatment 2015 & 22nd IFHTSE Congress 2015 Se sid 6 Projekttid: April 2012 mars 2015 Deltagare: Scania, Volvo, Bodycote, GKN Driveline, Leax, Ovako, Swepart, Uddeholms, Oerlikon Balzers Sandvik Coating, Sandvik Tooling, KTH, Swerea KIMAB och Swerea IVF Projektledare: Thomas Lundholm, KTH SMART Sustainable manufacturing of future transmission parts, är ett projekt som har finansierats inom ramen för Vinnovas FFI-program (Fordonsstrategisk Forskning och Innovation). Projektet har nyligen avslutats. Det övergripande syftet med projektet var att minska miljöeffekter, höja prestanda och minska kostnader för tillverkning av transmissionskomponenter för lastfordon. Följande aktiviteter har ingått: Ersätta kuggfräsning med kuggrullning Kuggformen skapas genom plastisk formning vid rumstemperatur och inga spånor erhålls. Idag kan kuggrullning uppfylla kvalitetskrav för toleranser hos lågt påkända kugghjul men når inte de högsta kvalitetsnivåerna för högt påkända kugghjul, vilket har undersökts i projektet Ersätta dagens stål för kugghjul med ultra-rena sätthärdningsstål Skärtekniska egenskaper mellan dagens sätthärdningsstål och de nya rena stålen har jämförts. Härdbarhetens inverkan på formförändringar, vilket presenteras nedan Resultat från de två första delarna kommer vi att presentera i kommande Värmebehandlingsforum. I den sistnämnda aktiviteten studerades härdbarhetens inverkan på formförändringar vid värmebehandling. Härdbarhet är stålets förmåga att bilda martensit vid härdning. Det ska inte blandas ihop med hårdhet, vilken framförallt beror av kolhalten, se bild 1. De flesta legeringsämnen ökar härdbarheten, dvs förskjuter de diffusionsstyrda omvandlingarna mot längre tider. Noterat konferens Överensstämmelse mellan olika metoder för att fastställa kornstorlek Se sid 8 Trevlig sommar! Foto: Anita Eknestedt

2 Hårdhet, HRC Kolhalt, % 99 % martensit 95 % martensit 90 % martensit 50 % martensit 20 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Då austenit omvandlas till martensit sker en volymsökning, som är kompenserbar vid mjukbearbetningen. Däremot så vill man i så stor utsträckning som möjligt undvika oönskade formförändringar som visar sig efter värmebehandlingen. Dessa kan orsakas av många faktorer i processkedjan. Med andra ord, hela stål- och tillverkningskedjan bygger in bärare av formförändringspotential. Bild 2 visar faktorer som påverkar formförändring. I det aktuella projektet har syftet varit att studera hur en av parametrarna, variationer i härdbarhet, inverkar på formförändringar. Målet har varit att definiera inverkan på formförändringar avseende form på färdig produkt, t ex kugghjul och pinjong, om man betraktar olika chargers variationer i härdbarhet. För detta har så många som möjligt av övriga parametrar hållits så konstanta som det är möjligt. I projektet gjordes dels försök med enklare provgeometrier; C-ringar och ringar, dels försök genom produktionsuppföljning hos företag. Till försöken med enklare provgeometri tillverkades C- ringar och ringar i stål Ovako 146S (~SS2511, 16NiCrS4), bild 3, från tre olika charger, tabell 1. Bild 4 visar Jominyhårdhet för de olika chargerna. Bild 1 Samband mellan hårdhet, kolhalt och martensithalt. [Stål och värmebehandling en handbok] Bild 3 Ring och C-ring. Härdbarhet Bild 2 Faktorer som påverkar formförändringen vid sätthärdning av en detalj tillverkad från ett smitt eller valsat ämne. [Stål och värmebehandling en handbok] Innehåll Avslutat projekt: SMART Hållbar tillverkning av framtida transmissionsartiklar 1 Swerea IVF Drop Test Machine 5 Konferens: IFHTSE - European Conference on Heat Treatment 2015 & 22nd IFHTSE Congress SHTE:s konferens Aktuellt om material och värmebehandlingsteknik 6 Nytt projekt: Diecond 7 Geometrimätning med robot 7 Noterat Konferens 8 Företag som söker teknisk support eller samarbetsmöjligheter 11 Kalendarium 12 2 Värmebehandlingsforum Juni 2015

3 Tabell 1 Kemisk sammansättning hos charger i stål Ovako 146S (16iCrS4). Charge C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu V Al As Sn Ti V7628 0,199 0,07 1,0 0,012 0,041 1,01 1,03 0,13 0,171 0,008 0,023 0,008 0,009 0,004 V6017 0,197 0,07 1,03 0,016 0,041 1,04 1,05 0,17 0,172 0,009 0,019 0,008 0,011 0,0005 V5174 0,196 0,07 1,02 0,008 0,041 1,03 1,39 0,6 0,175 0,008 0,025 0,01 0,011 0,0005 Bild 4 Jominyhårdhet för respektive charge i stål Ovako 146S. Fyllda punkter är provning och öppna punkter är beräknat med modell från stålverk. De streckade linjerna är beräknad härdbarhet med JMatPro v. 8. Efter tillverkning av ringarna avspänningsglödgades de. Därefter mättes form före och efter värmebehandling. Det gjordes ingen uppkolning för att undvika inverkan från denna. Detaljerna härdades och kyldes enligt: C-ringar: (Avspänningsglödgning C, 5 h) Austenitisering vid 850 C i vakuum, 1 timme Kylning: 15 C-ringar i olja vid 45 C, Petrofer VACUQUENCH C-ringar i kvävgas vid 9 bar Resultatet för C-ringar visas i bild 6. Det visade sig att gaskylningen inte var tillräcklig för att härda ringarna. För de oljekylda ringarna ses en något större förändring i gapöppning för ringar med den högsta härdbarheten. Det finns också en tendens, trots litet underlag, att spridningen är större för ringar med lägst härdbarhet. Ringar: (Avspänningsglödgning C, 5 h) Austenitisering vid 850 C i vakuum, 1 timme Kylning: 30 ringar i olja vid 50 C, Petrofer ISORAPID 229 FQ 30 ringar i salt vid 180 C Samtliga C-ringar 3D-scannades före och efter härdning. Förändringen av gapöppningen bestämdes på fem höjder och medelvärdet används för att representera en individs formförändring, bild 5. Bild 6 Gapöppning efter härdning av C-ringar i olja respektive gas. Ringarna formmättes i en koordinatmätmaskin. Hårdheten efter kylning i olja respektive salt visas i bild 6. Efter kylning i salt varierar hårdheten beroende på charge vilken innebär att det aktuella saltets kylningsförmåga var på gränsen för stålets härdbarhet. Bild 5 3D-scanning av C-ringar före och efter härdning. Värmebehandlingsforum Juni

4 Bild 7 Hårdhet hos ringar efter kylning i th) olja respektive tv) salt. Formförändringarna utvärderades med multivariat dataanalys, se bild 8. I bilden har förändringen vid härdning i 10 olika formmått lagts in. Diagrammen ska tolkas så att: (1) en punkt vid origo representerar en komponent med medelförändringen på form; (2) två punkter nära varandra representerar två komponenter med liknande formförändringar. Den vänstra bilden visar att formfelen skiljer sig åt för ringar härdade i olja och salt och att spridningen på formfel mellan ringar är mindre i salt. Den högra bilden visar att det finns en tydlig inverkan av charge på formfelen. Varje charge bildar ett kluster utan större överlapp. Analysen visade att det finns tydliga korrelationer mellan vissa formmått (t ex olika diameter- och rundhetsmått). Förändring i höjd, rundhet och diameter kan beskrivas med härdbarhet, kylmedia och vilken våning ringarna placerats på i chargen. Övriga mått, tex parallellitet och rakhet, har en svag koppling till nämnda faktorer. a) Några slutsatser var att: Härdbarhet är en viktig faktor att beakta för att minimera formförändring: Var konsistent vid beräkning eller provning av härdbarhet. Dokumentera och följ upp. Legeringselement som inte fångas av härdbarhet (t ex Al, Ti, Al/N) inverkar. Förändringar hos stålleverantör eller smedja måste tas hänsyn till. Det finns goda förutsättningar att systematiskt studera formförändringar genom produktionsuppföljning. Identifiera faktorer och håll så många som möjligt konstanta, variera härdbarhet. Multivariat dataanalys är ett användbart verktyg. b) Bild 8 Multivariatanalys av studerade formfel. a) Ringar kylda i salt (blå) respektive olja (grön). b) Samma ringar men färgmarkering för respektive charge. Härdbarhet: C grön>b blå>a röd Eva Troell, Albin Stormvinter, Swerea IVF 4 Värmebehandlingsforum Juni 2015

5 Swerea IVF Drop Test Machine Drop-test Swerea IVF har utvecklat en provutrustning för dynamisk provning i laboratoriemiljö. Med hjälp av utrustningen är det möjligt att genomföra fallprov, krockprov och exempelvis hejarsmidning i mindre skala. Några exempel på användningsområden är: Smidning: en labbresurs för att mäta och optimera smidesprocessen och utreda hur exempelvis varierande slagenergi påverkar hållfasthet och robusthet på komponenter. Detta innebär att man kan bedöma vilka produktionsparametrar som ger den bästa komponentkvaliteten. Krockprover: fysisk krock-provning där hållfasthet hos krockbalkar och andra energiupptagande komponenter testas och utvärderas. Utrustningen kan användas för dynamisk provning av olika typer av material såsom stål, plast och komposit. Gjutsmidning och pulversmidning: utrustningen ska användas för forskningsprojekt inom exempelvis gjutsmidning och pulversmidning. Gjutsmidning är en ny metod som innebär att man gjuter till nästan färdig form och sedan smider partiellt på områden utsatta för hög belastning. Ambitionen är att utveckla tekniken till en fungerande produktionsmetod med stöd av utrustningen. Det finns även planer att driva projekt inom pulversmidning där provstavar eller mindre komponenter i metalliskt pulver ska provsmidas i hejaren med olika processparametrar. Kalibrering av materialdata och materialmodeller för simulering av plastisk deformation med FEM. Fallprovaren består av en vagn som kan laddas med vikter upp till ca 150 kg och ett städ bestående av en metallplatta som vilar mot en kraftig sten i diabas. Stenen ligger på ett tjockt lager av energiupptagande sylomer. Vagnen, som löper med glidlager på två st axlar, hissas upp till max 3 m med en elektrisk vinsch. Vagnen släpps sedan ned mot städet med hjälp av en krok som öppnas med pneumatik. Mellan vagnen och städet kan man applicera olika typer av verktyg för formning eller andra arrangemang för exempelvis krockprovning. Efter slaget lyfts vagnen automatiskt upp ca 1 m med hjälp av pneumatiska utstötare och detaljen avlägsnas från verktyget. Simulering i Deform 3D Fallprovaren är utrustad med olika givare för mätning av fallrörelse, kraft- och energiupptagning samt temperatur i verktyget. Provningen kan filmas med höghastighetskamera och all mätdata loggas i datorprogrammet Labview. Utrustningen kan skapa rörelseenergier på över 4 KJ och max fallhastighet är 30 km/h. Kontakta gärna undertecknad om du har några frågor. Mats Werke, Swerea IVF mats.werke@swerea.se Värmebehandlingsforum Juni

6 Konferens: IFHTSE - European Conference on Heat Treatment 2015 & 22nd IFHTSE Congress 2015 Den maj hölls ovanstående konferens i Venedig. Det var ca 250 deltagare från ca 20 länder. Vi var fyra stycken från Sverige. Det var två parallella sessioner med följande teman: Massive heat treatments microstructural properties and transformations relationship between process and final properties of special components Nitriding and nitrocarburizing - Application and combined processes Tool Steels Quenching Quenching and heat transfer Quenching media and process Quality and accreditation Stainless steels Carburizing processes and properties Industrial heat treatment equipment and process innovation Non ferrous processes and properties Coatings properties and characterization Coatings processes and applications Industrial heat treatment process and simulation I Noterat Utifrån finns sammanfattningar för några av presentationerna. Några kommande IFHTSE-konferenser är: 23 rd IFHTSE & ASM HTS International Congress of Advanced Thermal Processing, april 2016 Savannah, Georgia, USA European Conference on Heat Treatment 2016 and 3 rd Int. Conf. on Heat Treatment and Surface Engineering in Automotive Applications. ATZK, IFHTSE maj, Prag, Tjeckien. Eva Troell, Swerea IVF SHTE:s konferens Aktuellt om material och värmebehandlingsteknik, september i Västerås Den september hålls SHTEs värmebehandlingskonferens som brukar arrangeras vartannat år. Den här gången hålls den på Aros Congress Center i Västerås. På konferensen presenteras utvecklingstrender inom värmebehandling, som till exempel utveckling av material, ythärdningsprocesserna nitrer- och sätthärdning samt simulering/modellering av formförändringar och restspänningar. I anslutning till konferensen arrangeras en utställning där tjugofem leverantörer visar upp sina nyheter, produkter och tjänster. Konferensen riktar sig till bland annat materialtekniker, värmebehandlare, produktionsansvariga, planerare, konstruktörer, kontrollpersonal samt kvalitetsansvariga som i sitt dagliga arbete kommer i kontakt med värmebehandlingsfrågor. Program och mer info finns på SHTEs hemsida: 6 Värmebehandlingsforum Juni 2015

7 Nytt projekt: Diecond Prediction of die conditions in press hardening heter ett nyligen startat projekt. Projektet benämns förkortat Diecond och det handlar om att prediktera verktygsslitage vid presshärdning. Eftersom presshärdning är extremt krävande för verktygen till följd av höga temperaturer och termisk cykling tillsammans med hårda och krävande ytbeläggningar på plåtarna finns behov av att kunna prediktera påfrestningar på verktygsytor. Genom att kunna bedöma verktygsslitage i förväg med hjälp av simulering kan kvaliteten på pressade detaljer förbättras, underhållsåtgärder kan planeras och vidtas i rätt tid och därmed bidra till färre produktionsstörningar och ökad livslängd för verktygen. Projektet fokuserar på fyra områden: Modeller för att prediktera verktygsslitage och uppkomst av geometriförändringar till följd av slitaget Alternativa verktygsbehandlingar och beläggningar för bästa prestanda vid presshärdning av belagda borstål Simulering av slitage vid presshärding (Bild: Gestamp HardTech AB). Studier av processfönster för att undvika påkletning vid presshärdning Undersökning av metoder för att övervaka förändringar av verktygen till följd av slitage vid produktion. I ett tidigare FFI-projekt, Modelling of thermo-mechanical processes for enhanced productivity and quality Prediction of tool wear, har infrastruktur för tribologiska försök vid hög temperatur, modellering, simulering och industriell validering av presshärdning etablerats. Tack vare detta är förutsättningarna att skapa ny kunskap och djupare förståelse för att kunna prediktera verktygsslitage i Diecond goda. Diecond som formellt startade i oktober 2014 ska pågå under tre år och finansieras av Vinnova inom FFI-programmet Hållbar produktion. Projektdeltagare är Gestamp Hardtech och Volvo Personvagnar från industrin och forskningspartner är Luleå Tekniska Universitet och Swerea IVF. Vill du veta mer om presshärdning i allmänhet finns det en Swerea IVF-rapport tillgänglig på nätet. Du hittar den enklast genom att söka efter Rapport_10001_Presshärdning.pdf med Google eller annan lämplig sökmotor. Testverktyg för presshärdning (Bild: Gestamp HardTech AB). För mer information om forskningsprojektet Diecond kontakta Peter Ottosson, tfn , peter.ottosson@swerea.se. Geometrimätning med robot Geometrimätning med 3D-skanning har Swerea IVF hållit på med i flera år med GOM-systemet Triple Scan III. Vi har även tidigare kombinerat robot med 3D-skanning för att automatisera större seriemätningar. Nu har vi tagit steget fullt ut genom att mer permanent använda vår robot tillsammans med 3Dskannern likt GOMs färdiga plug and play -system med scanbox. Detta är något som både Scania i Södertälje och Volvo i Olofström redan investerat i för sina produktions-mätningar. Fördelen förutom att det är ett mer helautomatiskt förlopp är att vi säkrar upp flödet genom bättre kontinuitet i våra geometrimätningar. I vår mätcell har vi skapat ett antal utgångsmallar som vi lätt kan justera beroende på objekt och behov som behövs Geometrimätning med robot. Forts på sista sidan Värmebehandlingsforum Juni

8 Noterat utifrån Noterat konferens IFHTSE European Conference on Heat Treatment 2015 & 22nd IFHTSE Congress 2015, maj 2015 Överensstämmelse mellan olika metoder för att fastställa kornstorlek G.F. Van der Voort; Struers, USA Consistency in different grain size measurement methods Som inbjuden talare presenterade Van der Voort en jämförelse för olika metoder att fastställa kornstorlek. En viktig slutsats var att alla metoderna ger samma kornstorlek G, enligt ASTM, om man mäter över tillräckligt många korn och att de rekommendationer som ges i standarden bör följas. De metoder som presenterades var: Jeffries Planimetric method Den vanligast använda metoden Använder en cirkel med diametern 79,8 mm (5000 mm 2 ) som placeras över mikrostrukturen. Förstoringen väljs så att minst 50 korn kan räknas. Man räknar alla korn som finns inuti cirkeln, n inuti, och alla som genomskärs av cirkeln, n korsad. Det antas att hälften av kornen som genomskärs av cirkeln är inuti denna och hälften utanför. Beräkningen görs enligt: N A =f (n inuti +0,5n korsad ) N A =antal korn per kvadratmillimeter vid 1x förstoring och f är Jeffries parameter: f=m 2 /5000 där M är förstoringen G= LogN A Saltykov Planimetric method Använder en rektangel Korn som genomskärs av de fyra hörnen bortses från vid räkningen av korn som genomskärs av rektangeln, men räknas som ett korn enligt: N A =f(n inuti +0,5n korsad +1) Enligt ASTM-standard E112 anges kornstorlek som: n=2 G-1 där n är antal korn per kvadrattum mätt i 100x förstoring och G är kornstorleksnummer enligt ASTM. ASTM-kornstorlek introducerades Van der Voort hade gjort en experimentell studie för att undersöka hur variationen av antalet korn inuti provytan, och om det är en cirkel eller rektangel, inverkar på den beräknade kornstorleken G. Till testet användes två bilder av ett ferritiskt rostfritt stål och förstoringarna 100x och 400x. Bilderna skrevs ut på papper av olika storlek och cirklar och rektanglar av olika storlek användes för att ge en stor variation i räknat antal per test. Bild 1 Mikrostrukturbilder för utvärdering. 40 mätningar gjordes med Jeffries planimetric method enligt ASTM E112 där (n inuti +0,5n korsad ) varierade från 5-444, bild 2. Samma cirklar användes för utvärdering enligt Hilliard intercept method, bild 3. Heyn-Hilliard-Abrams Intercept Count Method Antingen räknas korngränser som korsas, P, eller korn som genomskärs, N, av cirklar. För en en-fasstruktur är det lättare att räkna korngränser, men för en tvåfasstruktur räknar man korn. P eller N divideras med L T som är linjens längd dividerad med förstoringen. Detta ger P L eller N L. Inversen av dessa ger medellängden som genomskärs, L 3, vilket ger kornstorleken G enligt: G=( logL 3 ) Triple-Point Count method Använder en cirkel Inom cirkelns area räknas antalet trippelpunkter, P, för korngränserna. (Om man observerar en fyrpunkt räknas den som två). Beräkningen görs enligt: N A = 0.5P+1 och A T G=(3.222logN A )-2.95 där AT är provarean vid 1x förstoring Bild 2 Resultatet för 40 mätningar med Jeffries planimetriska metod. Bild 3 Resultatet för 40 mätningar enligt Hilliards intercept method. 8 Värmebehandlingsforum Juni 2015

9 Noterat utifrån Slutsatsen från studien var: att då ett för litet antal korn eller kornggränser räknades blev spridning i resultat för stor. Med Saltykovs metod bör (n inuti +0,5n korsad +1) 10 Med Jeffries planimetric method bör antalet vara >30 För Hilliard single-circle intercept method bör P korsad > 20 För triple-point method bör P>25 Testet visade att metoderna, planimetrisk och intercept, som finns beskrivna i ASTM standard E112 är giltiga och att de rekommendationer som ges är rätt. Triple-point method är ett alternativ, men finns dock inte beskrivet i någon standard. I ASTM-standard E112 är rekommendationen att antalet korn inte ska överstiga 100 och en förstoring ska användas som visar ca korn. Eva Troell, Swerea IVF Inverkan av djupkylning på egenskaperna hos stål AISI M2 Sola, R. University of Modena and Reggio Emilia, Italien Effect of deep cryogenic treatment on properties of AISI M2 steel Föredraget handlade om applicering av djupkylning på färdiga produkter, dvs efter övriga värmebehandlingssteg. Störst inverkan av djupkylningen fås annars då den utförs mellan kylningen och anlöpningen. Det är dock även möjligt att nå positiva effekter då djupkylning görs efter hela värmebehandlingscykeln, t ex av ett färdigt verktyg. Detta ger en ökad flexibilitet och mer praktisk användning av djupkylning. Djupkylning, som görs vid -125 till -196 C, används på verktygs- och sätthärdningsstål för att förbättra de mekaniska egenskaperna och slitstyrkan. Vid djupkylningen ska all austenit omvandlas till martensit samt att det bildas submikrometriska karbider utskiljda i den anlöpta martensiten. Försök har gjorts med snabbstål AISI M2, tabell 1, som kylts, anlöpts och djupkylts. Djupkylningen gynnar utskiljning av submikrometriska karbider som ökar slitstyrkan och nanohårdheten samt minskar restspänningarna. Tabell 1 Kemisk sammansättning hos stål AISI M2. C Cr Mo V Si Mn W 0,90 4,10 5,00 1,08 0,25 0,30 6,4 Stålet kyldes från 1180 C och trippelanlöptes vid 600 C i 1 timme. Några prov djupkyldes vid -193 C i 24 timmar, med 20 C/h som kylnings- och värmningshastighet. Mikrostrukturen består av en matris av anlöpt martensit med utskiljda sfäriska MC- och M6C-karbider både före och efter djupkylning. Med bildanalys analyserades partikelstorleken och volymsandelen, tabell 2 och bild 4. Djupkylningen ökar volymsandelen av submikrometriska karbider jämfört med prov som inte djupkylts. Dessutom är karbiderna mer homogent fördelade och de är finare i det djupkylda provet jämfört med provet som inte djupkylts. Tabell 2 Storlek och volymsandel för karbider i stål AISI M2 med och utan djupkylning. Prov Partikelstorlek, μm Volymsandel, % Utan djupkylning, M2 0,817±0,1 7,0±1 Med djupkylning, M2-C 0,492±0,1 9,8±1 Bild 4 Gauss-fördelning av karbider i stål AISI M2 med och utan djupkylning. Slitagetester gjordes vid 10 N last och hastighet 2 m/s för 1000 m slitagesträcka. Slitaget, mm 3 /Nm, utvärderades genom att mäta ytan med en profilometer samt genom att väga provet. Slitageprovningen gjordes torrt med en diameter 10 mm och en diameter 3 mm aluminiumoxidkula som slitagemotstånd. Skrapprover gjordes för att utvärdera brottseghet, Kc. Tabell 3 visar resultatet för provningarna. Tabell 3 Resultat av provningar på stål AISI M2 med och utan djupkylning. Prov HV1 K C, MPa*m 1/2 Utan djupkylning, M2 Med djupkylning, M2-C Restspänning, MPa Slitage, mm 3 /(Nm) 932±36 36,7±2 110±39 8, ±16 47,9±2-66±33 8, Presenterade slutsatser från studien var: Djupkylning som görs efter anlöpningen ökar utskiljningen av submikrometriska och homogent fördelade karbider samt att karbiderna blir finare och med en smalare fördelning. Brottsegheten ökar utan att hårdheten minskar genom att utskiljningen av karbiderna medför att dragspänningar övergår i tryckspänningar. Djupkylningen påverkar inte slitagemotståndet. En förklaring till detta var att karbiderna är för små, och riskerar att lossna från grundmassan vid nötningen, för att ge någon förbättring. Större karbider blir mer inbäddade i grundmassan och förbättrar då slitagemotståndet. Eva Troell, Swerea IVF Värmebehandlingsforum Juni

10 Noterat utifrån Undersökning av fasomvandlingar med in-situ röntgendiffraktion Kopp, A. Materials Research Institute, Aalen University, Tyskland Effect of deep cryogenic treatment on propertiesof AISI M2 steel Kopp presenterade hur fasomvandlingar kan studeras in-situ med röntgendiffraktion. Isotermisk omvandling av bainit i stål 100Cr6 hade undersökts. Huvudsyftet var att studera möjligheter att använda tekniken. Med en utrustning för högtemperatur in-situ röntgendiffriaktion (ixrd) är det möjligt att samla in diffraktionsmönster inom en sekund. Kombinerat med en ugn är det möjligt att studera förändringar i mikrostrukturen hos ett stål nästan i realtid, bild 5. Bild 5 Utrustning för ixrd. Med tre detektorer i kombination med en ugn är det möjligt att studera fasomvandlingar med en scanningtid på 1 s för 48 över 2θ. Prov i stål 100Cr6 med måtten 10x10x1 mm togs fram. Två tester utfördes, bild 6. I det första studerades inverkan av en deformerad yta på omvandlingskinetiken. I det andra studerades bainitbildningen. I det första försöket värmdes provbiten till 860 C med hålltid 15 min. Därefter kyldes provet med kvävgas till 280 C med hålltid 33 minuter för att ge en bainitisk struktur. Därefter kyldes provet till 60 C. Temperaturförloppet genomfördes dels på ett opolerat dels på ett polerat prov. För att studera bainitbildningen undersöktes tre prov. Banitbildningen avbröts genom kylning efter 300 s, 430 s och 680 s vilket gav en blandning av bainit, martensit och restaustenit. Temperaturen mättes med termoelement på baksidan av provet. Bild 7 Bild 8 visar resultatet för det andra testet. Under 300 s uppvisar båda proven samma omvandling. I test 2-1 fortsatte kylningen efter 300 s och martensitandelen blev 80 %. I test 2-2 fortsatte kylningen efter 430 s och martensitandelen blev 73 %. Bild 8 Bild 6 Undersökta temperaturförlopp i test 1 och 2. Bild 7 visar resultatet för det första testet. Provet med opolerad yta erhöll en annan fasomvandling än prov med polerad yta. För det opolerade provet startade omvandlingen efter 6 s. I det polerade provet startade omvandlingen efter 8 s. Efter 20s har 30 % av austeniten omvandlats till bainit i det opolerade provet och 7 % i det polerade provet. 10 Isotermisk omvandling av bainit. Uppkomst av bainit, avbrutet med ytterligare kylning efter 300 s och 430 s. Eva Troell, Swerea IVF Värmebehandlingsforum Juni 2015

11 Företag som söker teknisk support eller samarbetsmöjligheter Nedan är ett utdrag av några aktuella teknikbehov och teknikerbjudanden som finns i EEN-nätverkets databas vid en sökning på hardening och heat treatment. Om du är intresserad av något av nedanstående, eller själv vill ha något marknadsfört, kontakta Christin Vännman, christin.vannman@swerea.se. Mer info på Teknikförfrågningar Turkish metal processing company seeking a new technology to modify and reduce high rate of water and chemical consumption in their manufacturing process. (TR/TRTR ) A Turkish metal processing company is looking for an innovative technology to reduce their chemical and water consumption in their process. The company is operating in metal processing and machinery sector as a supplier for automotive industry. It has a process where zinc phosphate is used as a surface finishing agent. Company is highly interested in technical cooperation agreement and commercial agreement with technical assistance. Manufacturing technology to produce aluminium components with improved properties (TR/TRES ) A research center of a Spanish university, specialized in the semisolid state forming processes (SSM) is interested in developing these techniques in this field. These techniques would be used in lightweight alloys and copper alloys. Technical and commercial cooperation with academia and/or industrial companies is sought. Teknikerbjudanden Energy efficient factory for optimising integrated production processes (TO/TODE ) A research group at a well-known German technology university has developed and constructed an energy efficient model factory for optimising integrated production processes. The innovative factory includes a complete production chain. As a result can be saved more than 40% of energy in comparison to existing process chains. The research group is looking for research and technical cooperation for know-how transfer in the area of industrial energy efficiency, especially in production processes. Method for hydrogen removal from metallic alloys (TO/TOES ) A company based in Barcelona and devoted to R&D in physical metallurgy and engineering, has developed a novel method able to reduce the risk of hydrogen embrittlement in metallic alloys based on sound physical research and provides an economic alternative/complementary treatment to the ones already in use in industry, and licensing agreements with the possibility of further technical cooperation with companies are sought. New technology development of creation the bactericidal coatings based on oxides of magnesium, aluminum and zinc (TO/TORU ) The company from St. Petersburg, Russia developed technology of creation the bactericidal coatings of new generation - nanodimensional oxidised coatings based on oxides of magnesium, aluminium and zinc. Use of such coatings in various areas (health care, public catering, the social sphere, defence industry, etc.) will allow to increase epidemiological safety significantly. Authors look for partners for the conclusion of the commercial agreement with technical assistance and research cooperation. Innovative technology for the forging of large micro alloy steel, aluminium, and super alloy-based parts (TO/TOUK ) Long established UK company specialised in closed die forging and finished machining of large crankshafts from initial design to supply, has invested in state of the art technology that will facilitate the forging of large micro alloy steel-based parts, in addition to forging aluminium, super alloys and more exotic materials for new markets (automotive, aerospace, petrochemical and renewable energy industry). Partners are sought for technical, research, manufacturing and/or commercial agreement. Non Evaporable Getter (NEG) & Palladium thin film coatings (TO/TOFR ) The European Organization for Nuclear Research (CERN) has developed an innovative device to improve vacuum level in vacuum chambers and to limit surface desorption. CERN is looking for partners to adapt the technology for design more effective machinery and develop solutions suiting industrial specific needs. Värmebehandlingsforum Juni

12 Illu. Malin Gustafsson Forts från sidan 7 för varje geometrimätning. Fördelen är också att om vi skulle behöva göra om mätningarna efter en längre tid för samma eller lika objekt kan vi alltid återskapa samma förutsättningar som vid de tidigare mätningarna. 3D-skanning är ingen direkt ny teknik eller unikt i sig. Däremot har det skett en hel del med programvarutvecklingen under senare år som möjliggör helt andra förutsättningar för utvärdering av geometrimätning och jämförelse med nominella modeller. Tekniken i sig har också blivit så robust att noggrannhet tillsammans med god repeterbarhet med hjälp av robotstyrning i dag är lika fullgod eller i vissa fall bättre än traditionell mätteknik. Rolls-Royce gjorde en Gauge R&Rstudie under 6 månader med en av deras produkter där avvikelsen mellan mätningarna aldrig var större än 2 µm. Dessutom gjorde Rolls-Royce en tidsreduktion för mätning och utvärdering av en s k blisk med 30 blad med 4 timmar med hjälp av denna teknik. Har ni frågor eller är intresserade av en studie kontakta Per- Johan eller Lars-Olof: Per-Johan Wahlborg, tfn , per-johan.wahlborg@swerea.se Lars-Olof Ingemarsson, tfn , lars-olof.ingemarsson@swerea.se. Kalendarium 2015 Juni THERMPROCESS International Trade Fair for Thermo Process Technology and Heat Engineering. Düsseldorf, Tyskland ICBM och DIEMOLD; International Conference on Barkhausen Noise and Micromagnetic Testing och 8 th Int Conf and Exhibition on Design and Production of Machines and Dies/Molds. Aydin, Kusadasi, Turkiet. och juli 2015 conference on Solid-Solid Phase Transformations in Inorganic Materials. Whistler, BC, Kanada. ptm2015.org September ASM Heat Treating Society Conference and Exposition. ASM. Detroit, MI, USA SHTE:s värmebehandlingskonferens. Västerås Distortion Engineering, Quenching and control of distortion. IFHTSE, AWT. Bremen, Tyskland Oktober 4-8 Materials Science & Technology Columbus, USA th ASM Heat Treating Society Conference and Exposition HT Detroit, Michigan, USA HK HärtereiKongress. AWT. Köln, Tyskland. November 2 Heat Treatment and surface engineering for tribological performance. Tallin, Estland. Önskemål om innehållet i Noterat Utifrån? Vill du att vi ska bevaka något speciellt område, har en frågeställning eller känner till något som du vill att vi tar upp i Noterat Utifrån? Hör av dig till undertecknad, så försöker vi få fram information och tar (förhoppningsvis) upp det i nästa medlemsblad. Eva Troell Nya teknologier Samarbetspartner Investerare Leverantörer Köpare FoU-projekt Nya metoder Produkter Tillverkare 2016 April rd IFHTSE & ASM HTS International Congress of Advanced Thermal Processing. Savannah, Georgia, USA. Maj European Conference on Heat Treatment 2016 and 3 rd Int. Conf. on Heat Treatment and Surface Engineering in Automotive Applications. ATZK, IFHTSE. Prag, Tjeckien Till några av konferenserna har vi program. Röd text innebär att vi avser att bevaka händelsen. MEDLEMSBLAD FÖR VÄRMEBEHANDLINGSFORUM Swerea IVF AB Box Mölndal Telefon Fax E-post vbforum@swerea.se Nätverk VBC entrum Värmebehandlingscentrum ett samarbete mellan Swerea IVF, Swerea KIMAB och medlemsföretag