Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 3. 15 januari 1949 - Syrgas vid ståltillverkning, av C H L - Magnesiumlegeringarnas metallurgi, av I Göransson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
46
TEKNISK TIDSKRIFT
stålverk på längre eller kortare tid. Att den nya metoden
är på snabb frammarsch i USA är tydligt, även om det
ännu är långt ifrån en genomgående driftomläggning av
det slag som man planerar i Ryssland.
Ett stålverk är en komplicerad apparat, som ofta
utvecklats under en lång följd av år. Sålunda har i regel
varje företag vant sig vid en viss malmsort och ett visst
slags bränsle samt att vid smältning ta de 21 % syre, som
luften innehåller, till hjälp. En ändring av någon av dessa
faktorer framkallar rubbningar över hela linjen och kan
därför ej göras i en handvändning. En ökning av
arbetstakten på ett håll kan det vara tämligen lätt att
genomföra, men det kan ofta vara svårt att få andra
sammanhängande produktionsgrenar att följa med i samma takt.
Belysande härför är, att den redan omnämnda ökade
matningen av skrot vid användning av syre nödvändiggör
en omkonstruktion av alla anordningar för lastning och
lossning av skrot. I stället för att öka inmatningen av skrot
söker man för övrigt att lösa problemet på annat sätt,
nämligen genom att få fram material för ugnarnas
infodring, som står emot den högre temperatur vid luft med
en syrehalt över 25 %. Ett annat tekniskt problem, som
vållar en bel del huvudbry, är den starka rökutveckling,
som uppstår, när ökad syremängd tillförs stålbadet med
hög kolhalt, och man arbetar intensivt på att eliminera
också denna olägenhet.
De flesta hittills gjorda försök har utförts med vanliga
malmsorter. Vissa amerikanska fackmän håller dock före,
att metoden bör kunna tillämpas också för jä’nfattiga
malmer och järnsilikat. Sådana fyndigheter befinner sig
ofta i avlägsna trakter med knapp tillgång på bränsle.
Genom att använda syremetoden vid dessa lågvärdiga
malmer hoppas man nå den fördelen, att den kolhaltiga
malmen skall kunna själv leverera en del av det för
smältningen erforderliga bränslet. Om dessa optimistiska
antaganden kommer att besannas återstår att se. Tydligt
är, att den nya metoden, även när det gäller järnmalm
av vanlig typ, har medfört en hel del resultat, som det
torde va-a rådligt att noga följa i vårt land (Sci. Amer.
febr. 1948). C H L
Magnesiumlegeringarnas metallurgi har utvecklats
snabbt under de senare årens omfattande produktion och
forskning. Efterfrågan på magnesium har stadigt ökat,
sedan man omkring 1920 började utnyttja metallen.
Enbart i Storbritannien och Irland utgör årsförbrukningen
ca 5 000 t. Under kriget uppfördes i staten Nevada
världens största magnesiumverk med en produktionskapacitet
av ca 56 000 t per år (mer än dubbla världsproduktionen
1939), vilket verk dock lades ned efter kriget. Magnesium
måste i regel legeras, och de legeringssystem, som hittills
visat sig ge de bästa hållfasthetsegenskaperna är:
Mg—Al-—Zn, Mg—Mn, Mg—Zn—Zr och Mg—Ce—Zn. Alla dessa
legeringar gjutes, men de tre förstnämnda typerna
förekommer även som varmpressad produkt,
Mg—Al—Zn-systemet är det viktigaste. Särskilt två legeringar
användes mycket för gjutning, nämligen elektron A8 med
Mg + 8,0 % Al, 0 4 % Zn, 0,3 % Mn och elektron AZ91
med Mg + 9,5 % Al, 0,4 % Zn och 0,3 % Mn.
Hos gjutgodset är i synnerhet kornstorleken betydelsefull
för legeringarnas hållfasthet. Liten kornstorlek kan hos
dessa legeringar åstadkommas genom förbättring av det
gjuteritekniska förfarandet och/eller av
legeringssammansättningen. De Al-haltiga legeringarna blir finkorniga efter
en riktigt utförd överhettning av smältan före gjutningen.
Sedan ugnen beskickats och tackorna smält ned, får
temperaturen stiga till 850—900°C, där smältan hålles ca
20 min, varefter en relativt hastig svalning åstadkommes
ned till gjuttemperaturen, ca 760°. Stelningen börjar vid
ca 600° eller lägre. Överhettningens goda inverkan kan
även åstadkommas genom ympning utan extra upphettning
av smältan. Vidare blir magnesiumlegeringar med zirkon
mestadels mycket finkorniga. Dock legeras ej med Zr i de
fall, då legeringen innehåller aluminium, ty Zr bildar med
Al mycket svårsmälta intermetalliska faser (ceriumlegerat
magnesium får finkornig struktur vid låg gjuttemperatur
och besitter hög kryphållfasthet, se Tekn. T. 1947 s. 937).
Då metoden att överhetta smältan medför ökning av
bränslekostnaderna, har man sökt efter andra möjligheter
att förfina kornstorleken. Man har försökt utröna
mekanismen vid överhettningsproceduren för att med ledning
härav om möjligt kunna förverkliga detta förlopp utan
större temperaturförhöjning. Av en stor mängd
undersökningar synes framgå, att överhettningens
kornförfinan-de inverkan på Mg—Al-legeringar torde sammanhänga
med bildning av kristallisationskärnor. Vanligtvis finns det
två typer av kristallisationskärnor (-groddar) i en smält
metall: "egna" kristallisationskärnor (eng. "kindred nuclei")
och "främmande" ("foreign"); nomenklaturen påminner
om indelningen av slagginneslutningar i endogena och
exogena.
De egna kristallisationskärnorna kan betraktas som rester
från metallgittret hos den oupplösta fasta strukturen. Det
har påvisats, att i metaller, som kristallisera med yt- eller
rymdcentrerat kubiskt eller tätpackat hexagonalt gitter,
kan partiklar av den fasta atomgrupperingen fortfarande
finnas kvar i det smälta tillståndet. Egna
kristallisationskärnor kan — åtminstone som fragment av det fasta
gittret — existera i smälta endast inom det metastabila
temperaturområdet omedelbart under smältpunkten. De
veikar som kristallisationscentra och kan anses uppstå i
mycket stort antal, om smältan underkyles (temperaturen
påtagligt under smältpunkten). Vid temperaturer ovanför
smältpunkten förefaller tillvaron av egna
kristallisationskärnor knappast möjlig utom vid några speciella
förhållanden, då verklig jämvikt ej uppnås.
De främmande kristallisationskärnorna omfattar alla
sådana ämnen i smältan, vilka ej gått i lösning. Vanligtvis
är de främmande kristallisationskärnorna icke-metalliska.
Deras inflytande beror huvudsakligen på
sammansättningen, storleken, antalet och fördelningen av dem. I allmänhet
brukar de främmande kristallisationskärnorna vid
stelnandet underlätta uppkomsten av kristaller med det
speciella gitter, de själva är uppbyggda efter (ympverkan).
Det ligger nära till hands att tro, att kornförfiningen genom
överhettning förorsakas av en viss typ av
kristallisationskärnor. Detta synes också ha fastställts av försök i driften.
En finkoinig legering, som på nytt blev nedsmält och
upphettades obetydligt över smältpunkten, stelnade med små
korn, under det att ett grovkornigt prov av samma legering
stelnade efter samma behandling med stora korn
(upprepningsverkan, eng. "recollection" effect). Det har vidare
konstaterats, att kornförfining ej åstadkommes, om den
överhettade smältan får stå tillräckligt länge vid en
temperatur strax över smältpunkten. Besultatet blir även
dåligt, om temperaturen råkar överskrida den övre
gränsen för överhettningen (ca 900°) eller om en extra lång
hålltid tillämpas vid normal överhettningstemperatur.
Trots forskningsresultatens ofullständighet har man dock
i grova drag bildat sig följande uppfattning om
mekanismen vid överhettningen. Vissa, icke specificerade
föroreningar i Mg—Al-legeringar är vid högre temperaturer i
stånd att lösa sig i smältan i större utsträckning. Under
nedkylningen från överhettnings- till gjuttemperaturen
ut-skiljes i smältan ett stort antal små kristalliter av de
förorenande ämnena. Varje sådan liten partikel verkar
sedan som centrum för fortsatt kristallisation. Det är
möjligt, att järn ingår i en dylik förorening, som i så fall
lätt införes, när smältning företas — som brukligt är —
i ståldeglar. Enligt denna förklaring torde kornförfiningens
uteblivande, när överhettad smälta får stå vid lägre
temperaturer, bero på kristallisationskärnornas koagulering,
medan strävan att bibehålla kornstorleken efter upprepad
smältning och stelning (upprepningsverkan) kan
tillskrivas den fortsatta tillvaron av de ursprungliga
kristallisationskärnorna. För stark överhettning kan antas
innebära, att en för stor mängd kärnbildande ämnen går in i
smältan och som följd härav sker sedan kristallisationen
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
