Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
The influence of microstructure and non-metallic inclusions on the machinability of clean steels
KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM), Materialvetenskap, Tillämpad processmetallurgi.ORCID-id: 0000-0001-7707-5631
(Engelska)Manuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

This study focused on the evaluation of the machinability of different carburising steel grades by using a cemented carbide cutting tool during semi finishing of steel. The effect of the steel composition, microstructure and inclusion characteristics on the cutting tool wear in the soft part turning was evaluated for a reference steel R (0.028% S, 0.0009% O), a clean C steel (0.003% S, 0.0005% O), and an UC ultra clean steel (0.002% S, 0.0004% O). An improved cutting tool life of about 10-25% was obtained when machining the reference steel R. The favorable machining performance of this steel was attributed to its higher content of non-metallic inclusions, larger grain size and lower micro hardness than that of the clean steels.

Nyckelord [en]
carburising steel, grain size, non-metallic inclusions, machinability
Nationell ämneskategori
Metallurgi och metalliska material
Forskningsämne
Teknisk materialvetenskap
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-187154DOI: 10.1002/srin.201600111OAI: oai:DiVA.org:kth-187154DiVA, id: diva2:929025
Forskningsfinansiär
VINNOVA
Anmärkning

QC 20160518

Tillgänglig från: 2016-05-17 Skapad: 2016-05-17 Senast uppdaterad: 2016-05-18Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Steel characteristics and their link to chip breaking and tool wear in metal cutting
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Steel characteristics and their link to chip breaking and tool wear in metal cutting
2016 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

The vision of this thesis is to study how it is possible to obtain optimised workpieces during metal cutting processes in industry. Specifically, the work is aimed to increase the understanding between the steel characteristics and their link to the chip breaking and tool wear during metal cutting. The emphasis is on the influence of the cleanliness and the characteristics of non-metallic inclusions in the workpiece on the machinability of carburising steel grades. The machinability of a case hardening steel is improved by a M-treatment (additions of Ca). Also, the improved machinability of the M-steels offers an attractive potential to save money which makes it possible to reduce the tooling costs with up to 50%. The improved machinability of Ca-treated steels is correlated to the formation of lubricating slag layers consisting of Ca-enriched sulfide inclusions and oxy-sulfide inclusions, which are formed on the rake face during the machining operation. It is proposed that the formations of slag layers from the workpiece constituents are essential to minimise the chemical degradation of the tool edge due to a contact with the chip. During this process, sulfur minimises the material transfer from the chip flow, whilst Ca-treated impurities have a stabilising effect on the protective deposits made of slag layers.

Since there is a remaining industrial need to increase the production rate, whilst maintaining a high quality of the finished parts, the future production will continue to require extreme demands on the quality of workpieces. If the emphasis is focused on the workpiece, it should be possible to obtain a robust manufacturing process. Therefore, the challenge for future steel metallurgists is to develop high performance grades with optimised combined properties.

Abstract [sv]

Syftet med denna avhandling är att studera hur det är möjligt att framställa optimala ämnen för skärande bearbetning i industriell skala. Målsättningen med arbetet är att öka förståelsen för ståls egenskaper och dess inverkan på spånbrytning och slitage av verktyg vid skärande bearbetning. Avhandlingen fokuserar på kopplingen mellan arbetsstyckets renhet och inneslutningskarakteristik och dess inverkan på skärbarhet hos sätthärdningsstål. Skärbarheten hos vanligt sätthärdningsstål kan förbättras markant genom en Ca-behandling, dvs. en så kallad M-behandling. Den förbättrade skärbarheten hos M-stål möjliggör stora kostnadsbesparingar, som uppskattas kunna reducera verktygskostnader med upp till 50%. Den förbättrade skärbarheten hos M-stål beror på bildningen utav tribologiska skikt som är anrikade med (Mn,Ca)S- och (CaO)x-Al2O3-S-slagg. Dessa tribologiska skikt bildas på skärverktygets spånsida under ingrepp vid skärande bearbetning och består utav vissa atomer som överförts från det bearbetade ämnet till skäret. Bildandet av ett skyddande skikt anses nödvändigt för att undvika att verktygets skäregg utsätts för ett kemiskt angrepp i kontaktytan med spånflödet. Svavel anses minimera att rent arbetsmaterial överförs till skärverktyget medans kalcium-berikade inneslutningar hjälper till att bilda ett stabilt och skyddande tribologiskt skikt.

Det eviga behovet att öka produktionstakten, utan att för dess skull riskera slutproduktens kvalité ställer stora krav på framtidens material. Med utgångspunkt från arbetsstycken så ska det vara möjligt att uppnå en robust industriell produktion. Utmaningen är därför att utveckla högpresterande stål med en förhöjd kombinerad funktionsegenskap.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2016. s. 73
Nyckelord
machinability, steel, non-metallic inclusions, skärbarhet, stål, icke-metalliska inneslutningar
Nationell ämneskategori
Materialteknik
Forskningsämne
Teknisk materialvetenskap
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-187156 (URN)978-91-7595-949-8 (ISBN)
Disputation
2016-06-08, Sal B3, Brinellvägen 23, Stockholm, 10:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2016-05-17 Skapad: 2016-05-17 Senast uppdaterad: 2016-05-17Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

The influence of microstructure and non-metallic inclusions on the machinability of clean steels(734 kB)195 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 734 kBChecksumma SHA-512
3855275aa16a70b6ab7029c9080e8fa657ce8b6cb0d395b3132f61797c4c7f81793c6dfab40e6ebc61f219344ebdaef1b49b9c9ab916599f9b33aa04f81d6c93
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltext

Personposter BETA

Ånmark, Niclas

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Ånmark, Niclas
Av organisationen
Tillämpad processmetallurgi
Metallurgi och metalliska material

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 195 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 141 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf