Cristin-prosjekt-ID: 414535
Sist endret: 31. oktober 2013, 14:48

Cristin-prosjekt-ID: 414535
Sist endret: 31. oktober 2013, 14:48
Prosjekt

Utvikling av nomogrammer for induksjonsherding av stål

prosjektleder

Svein Thore Hagen
ved Institutt for elektro, IT og kybernetikk ved Universitetet i Sørøst-Norge

prosjekteier / koordinerende forskningsansvarlig enhet

  • Institutt for elektro, IT og kybernetikk ved Universitetet i Sørøst-Norge

Klassifisering

Vitenskapsdisipliner

Elkraft

Tidsramme

Avsluttet
Start: 1. august 2001 Slutt: 30. juni 2003

Beskrivelse Beskrivelse

Tittel

Utvikling av nomogrammer for induksjonsherding av stål

Sammendrag

Induksjonherding av stål kan prinsipielt foregå ved to metoder: enkeltskudd (single-shot) eller sveipe (scanning). Her vil enkeltskuddsherding foregå slik at når spolen er aktiv, dvs. det går høyfrekvent strøm gjennom spolen, vil stålemnet stå i ro i forhold til spolen. Ved sveipeherding vil den omsluttende spolen bevege seg aksielt med en gitt hastighet når spolen er aktiv. I mange herdetilfeller ønskes overflateherding da en ofte ønsker forskjellige mekaniske egenskaper sentralt i arbeidsstykket ogpå overflaten og på grunn av de gunstige restspenninger som denne metoden gir. Det skal utvikles nomogrammer for begge herdemetodene De fleste nomogrammer som er i bruk i dag og som finnes i litteraturen, er fra 1960-årene. Nomogrammene baserer segpå manuelle beregninger der en foretar kraftige approksimasjoner. De tar f.eks. ikke hensyn til stålets meget ulineære materialegenskaper. Foreløpige beregninger og erfaringer viser at disse nomgrammer kan gi spesifikke overflateeffekter [kW/cm2] som er opptil 100 % for høye i forhold til meget nøyaktige beregninger med dataverktøy. Dette medfører at nomogrammene bare gir antydninger om hvilke driftsparametre, som f.eks. strøm, frekvens, varmetid, som kan brukes for å herde et stålemne med en gitt geometri (overflatekrumning). Stålemnets mikrostruktur og legeringer vil ha betydning for temperturforløpet ved induksjonsoppvarming. Dette fordi disse parametrene vil påvirke varmeledningsevnen og de magnetiske egenskapene (permeabilitet og Curie-temperatur) til stål. Utgangsmaterialets mikrostruktur danner utgangspunktet for karbondiffusjonen som finner sted i austenittfasen. Siden induksjonsherding er en svært rask prosess, vil ikke diffusjonen fortsette til likevekt. Derfor vil utgangsmaterialets mikrostruktur, samt tid og temperatur under austenittisering i stor grad påvirke herderesultatet. Andre parametre som det i den innledende fase av prosjektet er viktig å finne betydningen av er: overflatens krumning, emnets veggtykkelse og eventuell forvarming.

Vitenskapelig sammendrag

Induksjonherding av stål kan prinsipielt foregå ved to metoder: enkeltskudd (single-shot) eller sveipe (scanning). Her vil enkeltskuddsherding foregå slik at når spolen er aktiv, dvs. det går høyfrekvent strøm gjennom spolen, vil stålemnet stå i ro i forhold til spolen. Ved sveipeherding vil den omsluttende spolen bevege seg aksielt med en gitt hastighet når spolen er aktiv. I mange herdetilfeller ønskes overflateherding da en ofte ønsker forskjellige mekaniske egenskaper sentralt i arbeidsstykket ogpå overflaten og på grunn av de gunstige restspenninger som denne metoden gir. Det skal utvikles nomogrammer for begge herdemetodene De fleste nomogrammer som er i bruk i dag og som finnes i litteraturen, er fra 1960-årene. Nomogrammene baserer segpå manuelle beregninger der en foretar kraftige approksimasjoner. De tar f.eks. ikke hensyn til stålets meget ulineære materialegenskaper. Foreløpige beregninger og erfaringer viser at disse nomgrammer kan gi spesifikke overflateeffekter [kW/cm2] som er opptil 100 % for høye i forhold til meget nøyaktige beregninger med dataverktøy. Dette medfører at nomogrammene bare gir antydninger om hvilke driftsparametre, som f.eks. strøm, frekvens, varmetid, som kan brukes for å herde et stålemne med en gitt geometri (overflatekrumning). Stålemnets mikrostruktur og legeringer vil ha betydning for temperturforløpet ved induksjonsoppvarming. Dette fordi disse parametrene vil påvirke varmeledningsevnen og de magnetiske egenskapene (permeabilitet og Curie-temperatur) til stål. Utgangsmaterialets mikrostruktur danner utgangspunktet for karbondiffusjonen som finner sted i austenittfasen. Siden induksjonsherding er en svært rask prosess, vil ikke diffusjonen fortsette til likevekt. Derfor vil utgangsmaterialets mikrostruktur, samt tid og temperatur under austenittisering i stor grad påvirke herderesultatet. Andre parametre som det i den innledende fase av prosjektet er viktig å finne betydningen av er: overflatens krumning, emnets veggtykkelse og eventuell forvarming.

prosjektdeltakere

prosjektleder
Aktiv cristin-person

Svein Thore Hagen

  • Tilknyttet:
    Prosjektleder
    ved Institutt for elektro, IT og kybernetikk ved Universitetet i Sørøst-Norge
1 - 1 av 1