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.
Vis fullstendig beskrivelse
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.
Vis fullstendig beskrivelse