Stålfremstilling, Masovn

Transkript

1 Metall-A 1 Stålfremstilling, Masovn Malm (Fe 3 O 4 ) + kullpulver + slaggmineraler = pellets Pellets + mer kull + varm luft (800 C): C + O 2 = CO 2 CO 2 + C = CO CO + Fe 3 O 4 = CO 2 + Fe Temperaturen er økt til ca 1400 C jern med 4,3 % C er flytende ( råjern ). Dette er et eutektikum. Rent jern danner 3 krystallformer C (smp): -ferritt (bcc) C: austenitt ( -fase, fcc). Denne er meget duktil (smibar) < 900 C: ferritt ( -fase, bcc) Transformasjonstemperaturene påvirkes sterkt av C-innholdet esize/chemistry/usefulproductsrocks/i ron_blastfurnacerev3.shtml

2 Metall-A 2 Jern-karbon fasediagrammet Smelte: full blandbarhet, gassene N og O løses også (atomært) -fase (fcc, austenitt), løser opp til 2 % C -fase (bcc, ferritt), løse ikke C -fase (kjemisk bestanddel, Fe 3 C, cementitt, 6,67 vekt% C) Den eutektoide (eutektisklignende) strukturbestanddelen med uegentlige krystaller (plater / lameller) av og betegnes perlitt Normalt lav-karbonstål (< 0,8 %) vil bestå av ferritt-krystaller og områder av perlitt

3 Metall-A 3 Stål, oksygen blåsing (LD konverter) Linz-Donawitz i Østerrike (ca 1950)

4 Metall-A 4 Stål-delen av jern-karbon fasediagrammet Ved 0,8 % C og 723 C har vi den eutektoide reaksjonen: = + Eutektoidet kalles perlitt Konstruksjonsstål er undereutektoide (< 0,8% C) Kornstrukturen består av korn av ferritt og kolonier av perlitt

5 Metall-A 5 Mikrostruktur i stål l ( normal( normal-struktur ) Stål med ferritt-perlitt struktur det lyse er korn (krystaller) av ferritt. Det mørke er perlitt (200 X) RA 2000 Perlitt, det lyse er -mikrofase det mørke er -mikrofase (1000 X)

6 Metall-A 6 Strengstøping og varm- valsing Varmvalsede produkter er formet i austenitt-tilstand og kjøles deretter under normal transformasjon. Strukturen i varmvalsede produkter er følgelig ferritiskperlittisk

7 Metall-A 7 Stålprodukter

8 Metall-A 8 Stålprodukter

9 Metall-A 9 Stålprodukter EN er aktiv stålstandard (Europeisk) S235 betyr f y = 235 MPa JR og JRG2 er forskjellige andre prøvingskrav st 37 er iht DIN , som er en eldre, tysk standard, tilbaketrukket. Stålene er konstruksjonsstål, dvs. optimalisert ytelse i forhold til pris/tonn (med dagens teknologi) Konstruksjonsstål skal være duktile og sveisbare og ha spesifisert fasthet ca 0,2 % C: det lønner seg ikke å fjerne mer ca 1 % Mn: binder til seg og uskadeliggjør svovel-rester ca 0,25 % Si: binder til seg oppløst oksygen og bidrar til tetting = fjerning av gassblærer Al: binder evt. nitrogen og gir partikler som gir kornstørrelseskontroll (finkorn-stål) DOMEX : Fabrikknavn på ståltype fra SSAB

10 Metall-A 10 Stålprodukter A5: et duktilitetsmål. Brutto prøvestykkeforlengelse gjennom strekkprøvingen Slagseighet: Et uttrykk for stålets følsomhet for kuldesprøhet. Måles f.eks. med Charpy-testen Temperaturkravet ved slagseighet inngår i J-betegnelsen i NS-EN 10025

11 Andre bruddårsaker rsaker Konstruksjonsstål l i kulde Metall-A 11 Duktil brudd romtemperatur RA 2006 RA 2006 Sprøtt brudd, kulde

12 Metall-A 12 Armeringsstål Krav både strekkfasthet og bøyelighet (duktilitet) ved bøyeprøving Stålene er fremstilt ved valsing med underveis-varmebehandling (varming og vannkjøling forskjellige steder i prosessen) Det er valset inn tenner, kamstål, for å bedre festet til betongen RA2003 Eksempel: Celsa Steelservice B500C Tempcore (tidligere Fundia Rautoruukki)

13 Metall-A 13 Aluminium Al 2 O 3 = 2Al O 2- - smelte Al e - = Al smeltet metall Dvs. det brukes store mengder elektrisk energi ved fremstillingen Al-metallet legeres, støpes til blokker og presses til profiler eller valses til plater Vanligst i bygg: AlMg-plater og AlMgSi-profiler og plater

14 Metall-A 14 Aluminiumprodukter Aluminium har alltid fcc-struktur. De fleste Al-produkter foreligger i en eller annen herdet tilstand. Eks. EN AW 6082 T6: EN = Euronorm, AW = Al-wrought (knadd, formet), 6082 = se forrige tabell, T6 = en varmebehandlingstilstand som har gitt herding.

15 Metall-A 15 Aluminiumprodukter