Settherding - fra teori til praksis?

[Erlend Meyer]

Jeg skulle gjerne ha lagt en liten ekstra hardhet på noen småbiter jeg pusler med (og kanskje score noen ekstra poeng i materiallære-faget i samme slengen), og settherding virker som en perfekt metode å bryne seg på. I dag har man selvfølgelig gode hardbare stål til slikt, men det er alltid et pes å få tilgang på gode materialer i små kvanta når en pusler for seg selv. Settherding virker også som en enklere metode siden det kun påvirker overflaten, så faren for at små biter blir for sprø eller sprekker burde være mindre. Uansett virker det som en grei inngangsbillett til varmebehandling.

 

Jeg har lest opp på det jeg finner av teori, prosessen virker rimelig grei. Men veien fra teori til praksis er sjelden like enkel som en kan få inntrykk av, så litt veiledning fra de som kan dette hadde vært kjekt. Jeg har en lab-ovn stående, men den må få nytt element først så det eneste jeg har tilgjengelig er en keramikkovn. Det begrenser nok temperaturkontrollen ganske seriøst, men kravene her er ganske moderate så jeg tipper det skal gå.

 

Punkt 1: Karbonkilde. Det virker ikke som om dette er ekstremt kritisk, både kull fra hardved og steinkull/koks blir nevnt som gode materialer. Så jeg tenker grillkull, evt steinkull (eller en blanding). Så kommer tilsats av karbonater (10-30%), barium er vel den beste (mener jeg skal ha det på lur), men giftigheten er et problem som jeg gjerne vil unngå. Kalsiumkarbonat er også mye brukt, gjerne i kombinasjon med natrium- eller kaliumkarbonat. Jeg er litt usikker på om de kun er der som CO2-kilde eller om de også har katalytiske egenskaper, om de kun er CO2-kilder kan man vel regne med at de forbrukes fullt ut (kanskje ikke BaCO3) og må tilsettes for hver runde om en resirkulerer materialet.

 

Og hvor grovt/fint bør dette være? Siden vi snakker om gassdiffusjon er vel fint pulver kanskje ikke så hensiktsmessig?

 

2. Boksen. Hvor lufttett må den være? Prosessen trenger jo oksygen (eller mer korrekt CO), men det sørger jo karbonatene for. Karbonet burde vel uansett forhindre oksidering så lenge vi ikke snakker om store lekkasjer, eller må det være potte tett for å unngå tap av CO?

 

3. Pakking. Må delene være pakket inn i kullet eller er det nok at de ligger på en "seng" av kull?

 

4. Tid/temperatur/sjikttykkelse. Dette er det mest springende punktet siden jeg neppe får stålkontroll på temperaturen. Kildene jeg har lest varierer veldig i holdetid kontra sjikttykkelse, har lest alt fra noen få hundredeler til en tiendel per time i startfasen. Tempoet ser også ut til å variere så mye som en faktor 2 fra 800-900°C. Bitene er ca 20x20x5mm (minste tverrsnitt ca 5x5mm) og trenger ikke mer enn litt overflatehardhet for å forhindre slitasje, litt usikker på hvor tykt det trenger å være men det finner jeg vel ut av.

 

5. Kjøling/anløping. Det enkleste må vel være å kjøle rett fra boksen, om en kan feste delene i en ståltråd burde vel det gå greit. Enkelte ser ut til å anbefale en rolig nedkjøling og ny oppvarming for avkjølingen, men det er vel mest av praktiske hensyn på store deler?

Jeg er også litt usikker på valg av kjølemedium, men med tanke på at det kun er overflaten som påvirkes burde vel ikke vann bli for heftig. Hvis man vil ha flater som kan bearbeides etter herding må vel anløping være vel så greit som en mer forsiktig nedkjøling i feks olje?

 

6. Aner ikke, men jeg har helt sikkert glemt noe viktig

[vektor]

Teori: morsomt å tenke på at man skal gjøre

 

Praksis: send delene til raufoss og få det gjort til ønsket spec av folk som kan det.

 

Praksis alt. 2: kjøp en boks kasenit fra brownells og gjør som bruksanvisningen sier. Ikke kødd med trykksatte eller høyt belastede deler med hjemmeherding.

[Ho-ward]

alternativt:

 

sende til disse:

http://www.stalservice.se/sv/vara-tjans ... nitrering/

 

som er en annen form

 

 

(ps, jeg fant disse på web søk, har ingen erfaring med de)

[Erlend Meyer]

Å sette bort arbeidet er ikke aktuelt, da klarer jeg meg heller uten herding eller prøver å få tak i noe som er ferdig seigherdet. Poenget er at jeg har fått veldig sansen for materiallære, så jeg ser på dette som en mulighet til å lære litt. Kasenitt skal jeg nok få tak i om jeg må, jeg ser bare ikke at potensialet for lærdom er like stor. Det er ikke snakk om trykksatte eller kritiske deler her, jeg ønsker kun litt ekstra slag/slitestyrke.

[Reidar SS]

Alle plogar vart settherda for ein del år sidan. Beholder av varmefast stål med hol i toppen. Delene legges inni ovnen saman med passe mengde sprit. Varmes opp til 920 grader i nokre timer (3-10). Karbon spaltes i frie atomer som trenger inn i stålet, hydrogenet brenner av i holet. Enkelt i teori og praksis ?

 

Beste helsing reidar

[Erlend Meyer]

Hvor vanskelig kan det være? Smeder kunne gjøre dette for hundre år siden, og de hadde ikke ingen reell kunnskap om hva som faktisk skjedde. Men samtidig har jeg nok erfaring til å vite at veien fra teori til praksis gjerne er lengre enn man skulle tro.

 

Oppkulling er jo på ingen måte en utgått teknikk selv om man gjerne bruker saltbad eller gassovner i dag. Og selv om man ikke blir ekspert av å ha gjort noe en gang eller tre er det likevel erfaring som kan kan komme godt med fremover. Skolen kan gi meg masse nyttig teori, men teori alene er ikke verdt mye. Teori må settes ut i praksis, og praksis er det beste grunnlaget for å ta til seg mer teori.

[M67]

Hvor vanskelig kan det være? Smeder kunne gjøre dette for hundre år siden, og de hadde ikke ingen reell kunnskap om hva som faktisk skjedde

Og derfor ser vi f.eks. låseklakker falle av på 100 år gamle rifler... til "ikke-kritiske" deler er det problemfritt. Legg i kalsinert koks, carbon black, grillkøl, wtf. og varm til 900ish grader, og ta tiden. Eksperimenter.

 

Du får inn karbon på denne måten, mer med høyere temperatur, og med lengre tid. Herdingen er å fryse høytemperaturstrukturen, og det er mye enklere å varme opp igjen etterpå, og bråkjøle i vann, olje, hestepiss, legge leire på deler av stykket så de ikke blir bråkjølt, osv...

Eksperimenter, som i diktet. Metallurgi er gøy

 

K

[ignorant]

Hvis du bare ønsker en partiel hårdhed af specielt udsatte områder på smådele, kan du enkelt gøre det med en almindelig Oxygen/acetylen flamme, med ovarskud af acetylen i flammen.

Du vælder en næsten sodende flamme, og varmer langsomt op, uden at fjerne den beskyttende flamme fra jerndelen, indtil den er kirsebærrød. nu dypper du bare i vand.

På denne måde kan du opnå en meget hård men meget tynd skal selv på automatstål. Skallen er ofte så hård, at du ikke klare at file i den.

 

Denne teknik er meget god til prototypefremstilling, da man umiddelbart kan kontrollere facon og funktion, uden at skulle vente på egentlig hærdning. Teknikken er særlig egnet til folk som ikke klare at tegne i 3D, men foretrækker en ægte og fungerende 3D model

 

Til almindelig opkulning, er der vel en fordel i at der er ammoniak til stede, for at fremskynde og gøre processen mere robust overfor forurening med bl.a. moderne skæreolie og fedtrester

[Erlend Meyer]

M67: Jepp, det er dritgøy. Det er godt å treffe noen likesinnede, om jeg sier det høyt i klassen blir jeg nesten lynsjet

 

Og det du beskriver er egentlig det magefølelsen jeg har hatt, dette æ''kke voodoo. Men før jeg får et litt bedre oppsett på stell så er mulighetene for eksperimentering begrenset, og jeg tar alltid høyde for at ting ikke er så enkelt som det virker. Så det er veldig lurt å snakke med de som faktisk har gjort det så jeg slipper å gjøre helt unødvendig grunnforskning på nytt.

 

Å basere hele konstruksjonen på settherding som i gamle dager er ikke en god metode så lenge man har mulighet til å unngå det. På den tiden var det helt nødvendig, og de manglet også materialteknologien vi har i dag. Det er ikke bare de høylegerte stålene som har blitt bedre med årene. Her er det bare snakk om litt ekstra motstand mot slag og friksjon, styrken på materialet er ellers helt OK. Jeg er derfor ikke ute etter vesentlig sjikttykklese eller ekstrem hardhet, noe som gjør det det til et fint prosjekt å begynne med.

 

Ignorant: Hadde jeg hatt god tilgang på autogen ville jeg nok prøvd det, men for nå er en ovn det baste alternativet å gå for. Ammoniakk har jeg tenkt en del på, karbontrider er spennende. Men til boksherding? Er det noen ammoniakksalter som er stabile opp i de temperaturene? Å lage en kjemisk ammoniakk-generator burde være mulig, og hvis/når/om jeg får fikset lab-ovnene skal jeg gruble litt på det...

 

Ellers liker jeg både mor og datter, jeg kan ta en del hele veien fra 3D-modell og arbeidstegning til ferdig overflatebehandlet del (eloksering/blånering).

[Castor]

Som nevnt av flere over her, settherding er ikke Woodo, bortsett fra hønseblodet da, som er OK herdemedium, ved siden av vann. Helst dødt vann

 

En må ha kontroll på tid og temp, som varierer etter delens størrelse, så går det bra.

Bare huske på at delen/e ikke bør ha verdens mest avanserte geometri, da de ved en såpass primitiv herdemetode forandrer form i varierende grad pga spenningsutløsning.

 

Litt eksperimentering i forkant, gjør at man har lettere for å lykkes første evt andre forsøk.

 

Det er kortversonen. Kunne skrevet en hel bok om dette.

Materiallære er skikkelig spennende både i teori og praksis og spesielt herding i forskjellig "form"

 

Lykke til.

[Erlend Meyer]

Litt eksperimentering i forkant, gjør at man har lettere for å lykkes første evt andre forsøk.

Jepp, og enda bedre er det om man kan utnytte andres erfaring. Som feks dette med valg av materiale og hvor tett boksen bør være, har du noe å tilføye der?

[OlavM]

Trenger du kalsinert petrolkoks så får du gi et vink, spørst hvilken kornstørrelse som er optimal da. Det jeg har tilhgang til er 0-2mm, 2-5mm og 5-14mm.

[Erlend Meyer]

Kalsinert petrolkoks? Søderbergmasse? Er det gode saker eller bare noe du har som kanskje kan brukes?

[Castor]

Jepp, og enda bedre er det om man kan utnytte andres erfaring. Som feks dette med valg av materiale og hvor tett boksen bør være, har du noe å tilføye der?

 

Ja det har jeg.

Helt vanlig finknust grillkull er bra.

Må pakke delen/e helt inn i det granulerte grillkullet. Da blir det ikke mye glødeskall ut av det.

Trenger ikke noe lokk.

 

Huske på å anløpe etterpå, ellers blir delen ALT for mye hedret, dvs glasshard og det ønsker man ikke.

[Erlend Meyer]

Hjertelig takk, greit å få bekreftet noen antagelser. Valg av karbon-kilde er altså lite kritisk så lange det er reaktivt ved aktuell temperatur, samme gjelder for boksen. Jeg antar at tett (innenfor rimelighetens grense) er bedre enn en åpen, men altså heller ikke ekstremt kritisk.

 

Da tipper jeg at det blir noe ala 70/30 grillkull/kalk og kanskje en gammel jerngryte som beholder.

 

Anløping ligger fremdeles et stykke frem i tid, og der kan jeg forske en del uten å kaste bort for mye tid og krefter, men 250-300°C i 30min kan vel være et greit sted å starte?

[Metallurgen]

Vi bruker i hovedsak gasskarburisering hos oss, men på små deler hender det vi bruker den gamle metoden med å pakke inn i en boks. Det finnes spesielle pellets som gir bedre resultat enn vanlig grafitt. (Det var en tråd for ille alt for lenge siden hvor vi diskuterte diverse tilsetninger til mediet for å øke hastigheten på karburisering.)

 

Boksen trenger ikke være tett, men bør ikke ha for store glipper. Det hjelper på holdbarheten av den om den er i varmefast stål.

Delene legges inni med grafitt pakket godt rundt hele så det ikke blir luftlommer i boksen.

 

Temperaturen bør være på 900-950 C og holdetid 4-8 timer. Du kan regne med 0,10-0,15 mm oppkullingssjikt per time.

Hva du kjøler delene i kommer an på hvilken stållegering du starter opp med.

Bruker du vanlig handlesstål S235/S355 bør du kjøle i varmt vann.

 

Anløp to ganger av minimum en time for best resultat. Anløper du på 200-250 C vil du ligge på rundt 58-60 HRC i overflaten. Er dette for hardt for bruken er ikke settherding metoden du er ute etter, og du bør heller se etter et stål du kan seigherde. Vanlige bolter er en grei kilde til seigherdingsstål. Det vil være best herdbarhet på 12-9 og 14-9 bolter i store diametre, og du vil kunne få de over 50 HRC.

[Erlend Meyer]

Og der kom ekspertisen på banen

 

Med 0,1mm/time vil 2 timer antageligvis holde i massevis, er som sagt ikke de helt store kravene jeg har. Det er snakk om moderat belasting, og du har nok helt rett i at et seigherdbart stål ville vært en bedre løsning. Men tilgangen på egnede emner var dårlig akkurat nå, og før jeg får en egnet ovn i gang så virker settherding som et enklere alternativ. Dessuten er dette i stor grad et læreprosjekt, greit å ha brynet seg på settherding uansett.

 

Stålet er etter det jeg kan se et medium lavlegert stål. Det er biter av en støpeform for mørtel, og skal i følge standarden ha en hardhet på minimum 200Hv. De lages dog i hardheter opp i 500Hv, hvilken kvalitet jeg har aner jeg ikke. Etter å ha maskinert litt i det synes jeg det er litt mer mat i dette enn vanlig konstruksjonsstål, men ikke plagsomt mye.

 

Kommer til å kjøre en serie med testbiter på varierende tider (feks 1-8 timer), det gir meg også nok emner til å teste anløping. Har du noen enkle triks for å vurdere sjikttykkelse og hardhet? Jeg tenkte på å slipe ned flaten i slak vinkel og teste med fil, det burde vel gi en grov indikasjon på tykkelse og hardhet?

 

 

Fant også tråden du tenkte på: http://www.kammeret.no/forum/viewtopic.php?f=38&t=89046, skal lese gjennom den en gang til før jeg går løs på dette. Tipper det blir grillkull med CaCO3 og kanskje litt Na2CO3, barium har jeg men øker risikoen litt for mye for min smak akkurat nå.

[Metallurgen]

Sjiktet vil ikke ha samme hardhet, men er avtagende fra overflata og et stykke inn. Den er gjerne definert der hvor hardheten er midt mellom hardheten på overflaten og kjernen, men noen standarder bruker en bestemt hardhet hvor sjiktet måles til. Vi gassnitrerer ned til to timer, men det er på ganske tynt materiale og jeg tror ikke du får like god effekt med karburiseringsteknikken du bruker. Om du har 5 mm tykt materiale burde ikke 4 timer være noe problem.

 

Vi måler sjikttykkelsen ved å ta en snitt på tvers av overflaten og måle hardheten fra overflaten og innover. For deg er det nok enklest å kappe et tilsvarende tverrsnitt, finslipe og helst polere, og etse det i uttynna saltsyre. (Etanol med 2% salpetersyre (nital) er enda bedre, men saltsyre er endel enklere å få tak i.) Det herda område skal bli mørkere enn resten.

Hardheten i overflaten kan du teste med en fil, men det er vanskelig å få noe mer enn bare herda/ikke herda. Skarpheten på fila vil selvsagt ha en innvirkning. Du kan med fordel ha noen emner med kjent hardhet å sammenligne med.

 

Stålet du har er nok kun marginalt mer legert enn vanlig konstruksjonsstål, så du bør kjøle i vann. Kassa kommer til å være varm når du tar den ut, så du må ha et sted å sette den på, og eventuelt være rimelig kjapp med å få ut delene om du skal herde direkte.

 

KVK har laga nøkkelringer av de prøvene vi har målt hardhet på. Disse glassblåser vi for å vise sjikttykkelsen. Om du minner meg på det kan jeg prøve å ta med en sånn på en messe en gang.

Vi settherder desidert mest i hele Norge, og gjør det på en rekke forskjellige legeringer.

[Erlend Meyer]

OK, da sikter jeg mot 4timer. Skal prøve å få testet på 2, 4 og 6 timer så jeg har noe å sammenlikne med. Er pøkk tom for salpetersyre for tiden, får se om jeg gidder å jakte opp mer eller om jeg nøyer meg med saltsyre.

 

Det er dog et 3mm hull i delen, litt ubehagelig nære kanten, vil plugging med leire være godt nok eller finnes det bedre triks? Plugging med kobber kanskje?

 

Ellers tror jeg at jeg har nok info til å få et greit resultat uten for mye knot. Om dette gir mersmak må jeg nok få prioritert å reparere muffelovnen min, den er så gammel at glødetråden har blitt helt krystallinsk og sprø som glass. Jeg har vurdert å få TIG-sveiset den, men faren for et nytt brudd er så stort at det neppe er verdt bryet. Kineserne selger latterlig billige tråder, men tråden er originalt viklet rundt en keramisk hylse og støpt inn i en eller annen masse (sikkert bare ildfast mørtel) så det er en del plunder involvert. Må også få ordnet ny tempføler og termostat, prøver å finne en programmerbar sak som ikke koster skjorta.

[Metallurgen]

Plugge med kobber er nok det enkleste.

 

Om tråden er sprø funker det nok dårlig å TIG-sveise. Det beste er nok å bytte alle elementene. Du kan se om du får noen tips i denne tråden:

http://knivforeningen.dk/forum/knivmage ... thread271/

[Erlend Meyer]

Jeg vet, er en grunn til at jeg ikke har gjort noe med det før nå. TIG vil nok fungere der og da, tråden er formbar i rødglødende tilstand, men med en gang den er kald er det som glass igjen. Tviler på at den vil overleve transporten hjem igjen.

 

Ovnen er en slik; http://www.rm-business-services.de/en/Muffle+Oven+Heraeus+MR+170.htm (type eldre enn jord), med elementet viklet rundt utsiden av ovnskammeret og støpt inn i "noe". Veldig usikker på hva som er egnet til det, uten en slik kapsling vil det bare være et spørsmål om tid før man får kortslutning.

[Erlend Meyer]

Metallurgen: Jeg føler for å arrestere deg litt i noe du skrev i den forrige tråden:

... bariumkarbonat blir tilsatt til settherdingsmateriale for å fungere som en katalysator for å redusere CO2 til CO... Dette blir ikke forbrukt, kun kullet.

 

Etter å ha lest litt om karbonater tror jeg ikke dette stemmer. Karbonater dekomponerer ikke ved en gitt temperatur, reaksjonen er en likevekt som kan beskrives ved damptrykk ved en gitt temperatur. For CaCO3 er det 100kPa ved ca 900°C, Na/K ser ut til å ligge godt under mens Ba ligger et godt stykke over (ikke funnet presise tall for de enda). Med andre ord bør disse karbonatene forbrukes, BaCO3 vil da være å foretrekke pga det lave damptrykket ved aktuell temperatur. Tilsats av mindre mengder Ca/Na/K er nok for å raskt få opp CO2-andelen i atmosfæren, etter dette vil Ba gi en jevn og stødig tilførsel.

 

Dette bør man nok ta høyde for ved gjenbruk, jeg har også funnet kilder som anbefaler å tilsette opp til 1/3 ferskt materiale ved resirkulering.

[Metallurgen]

Det med at bariumkarbonat er en katalysator var tatt rett ut av en tekst, så jeg føler meg ikke så arrestert.

Det kan nok stemme at bariumkarbonat dekomponerer etter en likevektsreaksjon, men siden hverken barium eller oksygen diffunderer inn i stålet i noen stor grad burde disse bestanddelene være igjen i oppkullingsmediet, men kan godt hende det foreligger som en annen forbindelse som ikke gir samme effekten.

 

En annen grunn til at man anbefaler å tilsette ferskt materiale er at pellets går i oppløsning ved bruk, og dermed får en annen størrelse og pakningsgrad, som vil kunne forandre effekten.

[Erlend Meyer]

Jepp, karbonatene vil dekomponere til oksider, og selv om de kan ha en katalytisk effekt på CO-CO2-likevekten må en forvente at egenskapene til massen endres ved bruk. I det hele tatt tviler jeg litt på den katalytiske effekten, om det var hovedmålet ville oksidene være bedre valg siden de ville gitt mer konsise egenskaper. Sammen med partikkelstørrelse etc ser jeg helt klart at metoden har sine usikkerhetsmomenter sammenliknet med feks gass, man bør i det minste ta høyde for at mediet taper seg over tid.

[OlavM]

Kalsinert petrolkoks? Søderbergmasse? Er det gode saker eller bare noe du har som kanskje kan brukes?

Det er råstoff vi bruker i aluminiumsindustrien, lager anoder(kullblokker) som leder strøm ned i aluminiumssmelten.

Søderbergmasse(har du gogglet?) var et sluttprodukt til bruk i en eldre ovnsteknologi. Koksen er også svært ettertraktet av de som smir kniver, da det ikke finnes sotrest i koksen(0,08%) Jern lagt ned i koksen vil ta opp noe av carbonet i koksen.

[Metallurgen]

Et utdrag fra ASM Handbook Volume 4, Heat Treating (ASM International), som var grunnen til at jeg brukte betegnelsen "katalysator":

 

"PACK CARBURIZING is a process in which carbon monoxide derived from a solid compound decomposes at the metal surface into nascent carbon and carbon dioxide. The nascent carbon is absorbed into the metal, and the carbon dioxide immediately reacts with carbonaceous material present in the solid carburizing compound to produce fresh carbon monoxide. The formation of carbon monoxide is enhanced by energizers or catalysts, such as barium carbonate (BaCO3), calcium carbonate (CaCO 3), potassium carbonate (K2CO3), and sodium carbonate (Na2CO3), that are present in the carburizing compound. These energizers facilitate the reduction of carbon dioxide with carbon to form carbon monoxide. Thus, in a closed system, the amount of energizer does not change. Carburizing continues as long as enough carbon is present to react with the excess carbon dioxide."

[Erlend Meyer]

Har sett den (eller tilsvarende tekster), men jeg sliter litt med å forstå at det kan stemme. Når jeg ser begrep som "energizer" bli brukt om katalysatorer blir jeg litt skeptisk, spesielt når de ikke forklarer hvor oksygenet kommer fra. At det bare skulle være kjemisk bundet oksygen fra kullet eller luftrester finner jeg litt usannsynlig, det ville lett gitt opphav til store variasjoner i prosessen. Og at det kun skulle være karbonater som fungerte som katalysator er litt merkelig, spesielt når de ut fra likevektene burde avgi CO2 ved aktuell temperatur.

 

På den andre siden synes jeg det er merkelig at en såpass seriøs kilde som ASM skulle fordumme faget på denne måten. Jeg skal derfor ikke være helt skråsikker her, men jeg tror det er lurt å anta at mediet taper seg ved bruk.

 

OlavM: Har analysert slikt materiale før, så jeg vet sånn ca hva det er og hva det brukes til. Skal ha det i bakhodet, men for nå tror jeg at trekull er et greit sted å starte.

[M67]

Karbonater dekomponerer ikke ved en gitt temperatur, reaksjonen er en likevekt som kan beskrives ved damptrykk ved en gitt temperatur

Det er riktig, men siden gassproduktene kan unnslippe fritt, eller reagere med karbon, så fungerer det i praksis som en dekomponering.

 

I det hele tatt tviler jeg litt på den katalytiske effekten

De katalyserer CO2 sin reaksjon med C, til CO. Denne er dramatisk avhengig av tilstedeværelsen av ulike stoffer. Blant annet alkali- og jordalkalimetaller, men også svovel, klor og fluor.

 

K

[Metallurgen]

Det vil være oksygen i kassen pga. hulrom mellom partiklene. Dette er nok en grunn til at man bruker granulat/pellets, som vil gi relativt stor mengder luft.

 

Har du i likevekten tatt hensyn til at det er store mengder karbon som vil virke reduserende?

Har selv opplevd at aluminiumoksiddigler går i oppløsning i forbindelse med reduksjon av jernoksid med karbon. I tillegg trenger ikke en reaksjon være i termodynamisk likevekt. Martensitt er en metastabil fase.

[Erlend Meyer]

Likevekter blir veldig fort komplisert, partialtrykket vil jo være avhengig av likevekten mellom CO og CO2 også, som igjen vil kunne påvirkes av evt katalytiske egenskaper i karbonatene eller oksidene. Men grovt sett burde damptrykket likevel fortelle en del om reaksjonshastigheten ved forskjellige temperaturer, så mens CaCO3 vil dekomponere rimelig raskt ved 900°C burde BaCO3 også avgi CO2 men med vesentlig lavere tempo. Dette må jo være gunstig, spesielt for lange holdetider? Og også tilsi at karbonatene forbrukes, og selv om rest-oksidene har en katalytisk effekt må vel effekten likevel avta over tid?

 

massen vil som du er inne på også inneholde en god del luft, men så lenge beholderen ikke er helt tett vil man jo også ha tap av CO/CO2. Og lufta inneholder jo primært N2, så over tid burde vel atmosfæren anrikes med nitrogen?

[Metallurgen]

Om gass slipper ut vil den også kunne slippe inn, og oksygen har en veldig tendens til å komme inn. Man merker det veldig godt de gangene man prøver å unngå det.

 

Litt for rusten på kjemi til at jeg skal anslå noe mer rundt reaksjonen når jeg ikke har de nødvendige tabellene framme, men du er sikkert inne på noe.

Kom over noen bariumfrie oppkullingsmiddel, så det burde være mulig å få en brukbar reaksjon med noe annet middel også.

[Erlend Meyer]

Joda, men barium ser ut til å rangere høyt fremdeles. Jeg har et inntrykk av at det ikke forskes så mye der heller, gass har vel så mange fordeler i industriell skala at det er liten interesse for boksherding.

 

Edit: ikke

[Erlend Meyer]

Fant litt mer matnyttig info nå:http://books.google.no/books?id=yu2r5uqJBGIC&pg=PA305&lpg=PA305&dq=barium-free+carburizing+compound&source=bl&ots=KraRrjqd-0&sig=AgHQt20ron2qGLwK1LSSSvp1Big&hl=en&sa=X&ei=8dCBUuPrO6jg4QSL3ICoCw&ved=0CFEQ6AEwBg#v=onepage&q=barium-free%20carburizing%20compound&f=false (Les fra siste avsnitt s.304)

 

Her bekrefter de min mistanke om at tilsetningene kalsineres under prosessen, og ved forskjellig temperatur. Valg av barium og kalsium ser ut til å være knyttet ikke bare til kalsineringstemperatur men også oksidets reaktivitet.

 

Det viktigste poenget for denne diskusjonen er dog at oksidene (selvfølgelig) vil regenereres ved avkjøling ved at de absorberer CO2 fra lufta. Det poenget hadde ikke falt meg inn, men er jo egentlig helt elementær kjemi. Litt tap må nok påregnes likevel, men ikke i det omfanget jeg først antok. Det tilsier også at mediet ikke bør lagres lufttett mellom bruk, i det minste bør en gi det tid til å regenereres før nedpakking.

[Metallurgen]

Du fant jo en meget god kilde der, til og med anbefalte blandingsforhold og noen oppskrifter.

(Og bekreftelse på at det går også uten karbonater, bare med redusert effekt.)

[Erlend Meyer]

Alt ligger på nett, kunsten er bare å finne det.

 

Og du har helt rett i at det bør fungere uten tilsetninger, det vil i praksis alltid være noe oksygen tilstede som vil danne CO. Ikke bare er det luft i boksen, tre/steinkull inneholder også noe bundet oksygen selv etter brenning ved høy temperatur. Tilsetningene sørger dog for en mer pålitelig CO-kilde over tid, og valg av tilsetning kan vurderes opp mot holdetid. Barium dekomponerer saktere enn natrium og kalsium, og burde derfor være bedre for lange holdetider. For kortere tider tipper jeg at kalsium er nesten like effektiv, og langt tryggere i praktisk bruk.

 

I dette tilfellet gikk jeg fra å tvile på beskrivelsen til ASM til å innse at den i praksis er ganske riktig. Det var kanskje en omvei, men på veien har jeg også fått en mye bedre forståelse av prosessene i gryta.

[M67]

Du vet det nok, men barium er altså nokså giftig, og ikke noe en bør få i seg.

 

K

[Erlend Meyer]

Fullstendig klar over det, men det er greit å gjenta noen ganger ekstra.

 

Nå kan det meste håndteres uten risiko om en vet hva en gjør, men her ser jeg for meg mange praktiske utfordringer med støv og søl som gjør at en bør ha et ryddig verksted og god rutine før en vurderer såpass risikable forbindelser. En bør ha en plan både for håndtering av søl og disponering av avfall, for barium er ikke det spesielt vanskelig (utfelling med sulfater), men det er likevel en ekstra utfordring. Jeg tror rett og slett ikke kost/nytteverdien gir noen mening for såpass enkle jobber.

[BEN74]

Hei Erlend.

Sjekk ut denne linken på svartkrutt.no der har Reldor gjort all eksprementeringa for deg med ekstremt gode resultater, se de siste postene i tråden for resultater.

 

http://www.forum.svartkrutt.net/index.php?id=1994" target="_blank

 

Hilsen BEN74

[Erlend Meyer]

For å være helt ærlig er det direkte ufint å blande flammeherding inn i denne diskusjonen. Jeg har nok å tenke på allerede om jeg ikke skal jakte på slike resultater også. Men fy pokker så flott det blir...

 

Akkurat nå er jeg litt i tankeboksen på hvordan jeg skal gå frem, jeg er ikke overbevist om at herding er absolutt nødvendig, og delen inkluderer også noen små detaljer som er under 1 mm tykke (kant rundt et hull, ingen belastning). Så det var vel kanskje ikke riktige delen for settherding likevel? Nåja, forske skal jeg uansett, om jeg ikke får brukt det på disse delene så vil det nok komme godt med i fremtiden.

 

Jeg ser litt på muligheten for maskering, forkobring skal være en sikker metode. Problemet er at sur-kobber gir dårlig vedheft på jern uten et 1. lag med alkalisk kobber, men siden belegget kun er for diffusjonssperre er det kanskje ikke så nøye. Et annet alternativ er belegg som kan males på, problemet der er at jeg finner veldig lite litteratur om slike triks. Mange selger proprietære produkter, men oppskrifter er det lite av. Eneste jeg har funnet så langt er et patent fra 30-tallet som lister kobbersulfat, kobberklorid, oxalsyre og blyoksid, burde være greit å blande til selv...

[sirhitalot]

http://www.matter.org.uk/steelmatter/ma ... pplet.html

 

Denne er litt kul.

Har gjort klar for settherding av gonger, men aldri tatt meg tiden til å sette det i ovnen. Boksen er sveiset sammen og klar, fylt med knust grillkull.

[Erlend Meyer]

Artig app, hjertelig takk for den.

 

Tråden på svartkrutt.net gav en særdeles matnyttig link:http://doublegunshop.com/doublegunjournal_v7i4_9.htm

 

Er fremdeles i ferd med å fordøye alt, men den ser ut til å luke ut litt voodoo.

 

Edit: Mulig jeg har sett meg litt blind på herdbarhet, karbon alene burde vel ha en merkbar effekt på lavlegerte stål? Selv ved sakte avkjøling vil man vel øke sementitt-andelen i stålet (perlitt-fase), som vil gi økt styrke og hardhet?

[Metallurgen]

Mulig jeg har sett meg litt blind på herdbarhet, karbon alene burde vel ha en merkbar effekt på lavlegerte stål? Selv ved sakte avkjøling vil man vel øke sementitt-andelen i stålet (perlitt-fase), som vil gi økt styrke og hardhet?

 

Herdbarhet er noe annet enn hardhet, og det er hardhet som er mest relatert til karbon. Herdbarheten blir påvirket av legeringselement.

 

Perlitt gir lite styrkebidrag i forhold til martensitt.

[Erlend Meyer]

Det er lett å snuble i terminologien her, det var hardhet jeg tenkte på.

Delen er som sagt sterk nok uten noen behandling, men den har et par punkter som kan bli utsatt for noe slitasje. Vil ikke økt karbon-innhold hjelpe der? Problemet er at jeg har ikke noen erfaringsverdier å forholde meg til på det punktet enda. Men ut fra det jeg har lest meg til skal økt karboninnhold gi både økt hardhet og bruddstyrke (Rm) på bekostning av slagseighet, selv uten herding.

 

At perlitt er svakere enn martensitt er jeg enig i, men den er vel sterkere enn feritten som dette stålet primært inneholder?

[Metallurgen]

Perlitt gir et styrkebidrag, men ikke mye. Oppkulling vil gi mer enn bare perlitt, det gir også sementitt som vil legge seg på korngrensene og gjøre delen sprø, spesielt den flaten på under 1 mm. Du har ingen kontroll på konsentrasjonen av karbon på overflata.

 

Hvorfor vil du ikke herde etterpå? Det er en mye enklere operasjon enn oppkullinga.

 

Om du kun vil ha slitasjemotstand på overflata vil nitrering være en bedre løsning.

[Erlend Meyer]

Korrekt, man vil gå fra ferritt/perlitt (pearlitt?)til perlitt/sementitt som er sprøere. Men herdingen vil vel forverre dette, eller i det minste øke faren for sprekkdannelse? Anløping vil redusere sprøheten, men det hjelper vel lite om delen sprekker under kjøling?

 

Jeg er enig i at nitrering vil være bedre for dennedelen, men det krever mer utstyr enn jeg har for øyeblikket. Og prosjektet er uansett verdifullt for å få litt erfaring med oppkulling, bare denne diskusjonen har tvunget meg til å lære mye om prosessen. Så selv om jeg ender opp med ubehandlede deler for dette prosjektet vil jeg uansett ha fått med meg verdifull ballast på veien videre. Så jeg er veldig takknemlig for all input du har kommet med.

 

Slik jeg forstår det vil man ved gasskarburisering kunne kontrollere karbonpotensialet mye bedre, nok til å forhindre sementitt-dannelse? Men jeg ser også for meg at prosesskontrollen blir for krevende for "hjemmemekk"...

[G.Larson]

Litt OT:

Satt her og spekulerte på hva i alle verdens dager dere bruker perlitt til.

Da min kjennskap til perlitt er fra geologiens verden og som isolasjonsmatriale i cryogent utstyr på jobb.

 

Men etetr googling fant jeg ut av det og at det var noe som het perlitt i metallurgien også

[Metallurgen]

Korrekt, man vil gå fra ferritt/perlitt (pearlitt?)til perlitt/sementitt som er sprøere. Men herdingen vil vel forverre dette, eller i det minste øke faren for sprekkdannelse? Anløping vil redusere sprøheten, men det hjelper vel lite om delen sprekker under kjøling?

....

Slik jeg forstår det vil man ved gasskarburisering kunne kontrollere karbonpotensialet mye bedre, nok til å forhindre sementitt-dannelse? Men jeg ser også for meg at prosesskontrollen blir for krevende for "hjemmemekk"...

Herdeprosessen vil gjøre at man løser opp noe av denne sementitten slik at det blir mindre sementitt på korngrensene.

Er delen kompleks kan du minske faren for sprekker ved å kjøle i et annet medium enn vann, f.eks. rapsolje. Hardheten kan bli lavere om du har lav herdbarhet, men det vil fortsatt bli en mer gunstig struktur og høyere hardhet.

Du bør anløpe etter herding i tillegg. Anløpt martensitt er seigere enn perlitt.

 

Det finnes forskjellige gasskarburiseringsprosesser, og man klarer ikke styre karbonpotensialet med de enkleste.

 

Bare hyggelig å kunne hjelpe til.

[Erlend Meyer]

Herdeprosessen vil gjøre at man løser opp noe av denne sementitten slik at det blir mindre sementitt på korngrensene.

 

Hmmm, det hørtes egentlig fornuftig ut. Sakte avkjøling vil vel danne mer sementitt mens rask avkjøling låser karbonet i martensitt. Rait?

[Metallurgen]

Det stemmer. Du får ikke mer enn ca 0,8% C i perlitt, så resten blir sementitt, mens martensitt kan løse opp mer. Ved anløping av martensitt vil karbon felles ut som karbider, men da i form av en mer gunstig struktur som små, fint fordelte partikler istedenfor grove bånd på korngrensene.

[Erlend Meyer]

Makes sense. Martensitt er vel fine nåler, finere enn perlitt-strukturen som dannes ved sakte nedkjøling. Og siden den ikke er en stabil fase vil den lett omdannes til feritt og cementitt, men den lave temperaturen forhindrer kornvekst. Fascinerende...

 

Har begynt å lese litt om nitrering, begynner å se fordelene med den metoden. Synd at det ikke finnes en simpel metode for slikt. Kanskje jeg skulle prøve å ordne litt kasenitt likevel?