Värmebehandling av segjärn med hög kiselhalt

Sammanfattning: Bakgrunden till detta examensarbete var att Qumex Materialteknik vid ett flertal tillfällen konstaterat att material av typen SS 0725 har uppvisat bristfälliga härdresultat. Materialet, som är relativt nytt på marknaden, är ett gjutjärn av typen segjärn och utmärker sig gentemot andra segjärn på grund av sitt höga innehåll av kisel. Då segjärn enligt den nu gällande EN-standarden klassificeras efter sina mekaniska egenskaper uppstår ett problem gällande SS 0725. Materialet uppfyller de krav som är ställda för EN-GJS-500-7 och hamnar därmed under samma materialbeteckning som ett segjärn med betydligt lägre kiselhalt. Att två material med olika kemisk sammansättning hamnar under samma beteckning kan innebära problem. Syftet med denna rapport är att fastslå vilken påverkan den höga kiselhalten har på materialet vid värmebehandling av typen släckhärdning med efterföljande anlöpning. I försöken ingick fyra material. Det som skiljde materialen åt var halterna av koppar och kisel. De härdades vid tre olika temperaturer och under tre olika tider för att sedan släckas i olja. Målet med släckhärdningen var att materialen skulle få en helt martensitisk struktur vilket då klassades som ett bra härdresultat. Resultatet utvärderades sedan genom optisk mikroskopi och hårdhetsmätningar. En undersökning av materialens fasomvandlingstemperaturer genomfördes med hjälp av Differential Scanning Calorimetry. Resultatet visar att kiselhalten har stor påverkan på den temperatur som krävs för att erhålla ett bra härdresultat. För material med låg kiselhalt uppnåddes fullständig martensitbildning efter släckhärdning från 840°C. För material med hög kiselhalt uppnåddes liknande strukturella och hårdhetsmässiga resultat först vid en så hög temperatur som 900°C och behandlingstider längre än 1 h. Den relativa skillnad som uppmättes i fasomvandlingstemperatur med hjälp av Differential Scanning Calorimetry mellan högkiselmaterial och lågkiselmaterial var 45°C. Detta resultat kombinerat med analyserna av härdprocesserna visar att det krävs kraftigt ökad temperatur vid värmebehandling av högkiselmaterialet SS 0725.