Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 9 - Högtemperaturmaterialens utveckling, av Elmar Umblia
<< 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.
Fig. 3. Böjbrottgräns och täthet hos ett
korundpors-lin (99 °/o A1203, 1 °/o MnO), sintrat vid olika
temperaturer. Relativvärden i förhållande till värden
för massivt material.
ningstemperaturer av ca 1 300°C, 1 000°C och
1 400°C resp.; Al203-Cr- samt SiC-Si-material har
god varmhållfasthet (fig. 2) och utmärkt
oxidationsbeständighet. TiC-Ni-material har något
sämre oxidationsbeständighet men är inte så
spröda som de förra; varmhållfastheten är
tillräcklig för 100 h livslängd vid 1 000°C under
en dragspänning av ca 1 200 kp/cm3.
Dessa jämte vissa andra kerametaller (t.ex.
ZrC-Fe, MgO-Ni, UC-C) är av potentiellt intresse
för nukleär teknologi samt eventuella
kapslings-och substratmaterial för bränsleelement m.m.
De är emellertid för spröda som
konstruktionsmaterial för reamotorer o.d. Det finns dock
vissa möjligheter att öka segheten genom finare
dispersion eller genom lämpliga tillsatser.
En kanske något mera realistisk lösning av
sprödhetsproblemet tycks skymta i en
graderad kerametall, i vilken man avsiktligt varierat
metallhalten i formkroppens olika partier allt
efter de mekaniska och termiska
påkänningar, som de kommer att utsättas för i drift. Ett
enkelt och genom en speciell
impregnerings-teknik reproducerbart utförande av graderade
kerametaller består i åstadkommande av ett
mera metallrikt tunt skal kring kroppen.
Hittills uppnådda resultat tyder på, att
oberoende av på vilket sätt man framställer ett
metallkeramiskt material blir det alltid
sprödare än den ingående metallen. Ett bidrag till
sprödhetsproblemets lösning vid användning
av såväl metallkeramiska som icke-metalliska
högtemperaturmaterial i konstruktioner, som i
drift utsättes för mekaniska och termiska
chocker, måste därför komma genom en sådan
konstruktionsutformning att farliga
spänningskoncentrationer minskas. Genom en tämligen enkel
konstruktionsändring har man t.ex. kunnat
nästan trefaldiga brottgränsen hos metallkeramiska
turbinskovlar.
Tillverkningsproblem
Vid tillverkningen av högtemperaturmaterial
spelar sintertekniken en stor roll. Kerametaller
tillverkas alltid och spröda metaller (t.ex. U,
Th, Be, Zr m.m.), dispersionshärdade legering-
ar samt intermetalliska material oftast genom
sintring. Bland icke-metalliska
högtemperaturmaterial är det ju i huvudsak endast
Pyro-ceram som tillverkas genom smältning, de
övriga genom sintring.
Sintertekniken erbjuder vissa speciella
fördelar. Tillverkningen sker vid lägre
temperaturer än vid smältning. Dessutom är det lättare
att legera tunga och lätta komponenter samt
erhålla en homogen dispersion av sinsemellan
ickelegerbara komponenter. Vidare kan
sinter-material erhållas med godtycklig kornstorlek,
önskad porositet och icke-orienterad struktur.
Strålningsskadorna är oftast mindre hos sintrat
material än hos smält, eftersom det förra
innehåller mer gitterstörningar. Utgångsmaterialens
omvandling till färdig vara kan stundom
utföras med ett mindre antal arbetsoperationer
och med mindre avfall vid sintring än vid
smältning. Därför har man med gott resultat
börjat sintra också vissa förut gjutna, smidda
och t.o.m. valsade metallprodukter.
Bland sinterteknikens nackdelar märks vissa
formgivningssvårigheter, toleransproblem på
grund av stor och stundom anisotrop
krympning och i synnerhet svårigheter och kostnader
vid efterbearbetningen.
Vid tillverkningen måste först den
pulverformiga och eventuellt plastifierade råmassan
formas till en viss produkt och sedan genom
sintring omvandlas till färdig vara. Beroende
på produktens form och dimensioner formas
den genom torrpressning, strängpressning,
formsprutning eller gjutning. Vid
formgivningen och i synnerhet vid pressningen eftersträvas
hög komprimering och framför allt homogen
massafördelning i presskroppens olika partier.
För hög komprimering erfordras högt
presstryck. Detta är ungefärligen: vid våtpressning
under 100 kp/cm2, vid halvtorr pressning 100—
300 kp/cm2 och vid torrpressning 300—800
kp/cm3 för pressmassor innehållande plastiska
eller halvplastiska komponenter, 1 000—7 000
kp/cm3 för icke plastiska pressmassor med
spröda korn och 3 000—15 000 kp/cm2 för icke
plastiska pressmassor med duktila korn. Den
sista pressmassan kan teoretiskt komprimeras
nästan fullständigt med ett tillräckligt högt
tryck. För en pressmassa med hårda och
spröda korn blir den maximala komprimeringen
påtagligt mindre.
På grund av inbördes friktion mellan
pulverkornen och framför allt genom väggfriktion
fortplantas och fördelas emellertid presstrycket
ojämnt i ett med pressmassa fyllt verktyg. Detta
gör att materiens fördelning mellan
presskroppens olika partier blir ojämn. Följden härav
kan bli ojämn brännkrympning, deformation
och t.o.m. sprickning av sinterkroppen. Dessa
risker är större ju högre presstrycket är.
Dessutom kräver höga presstryck kostsammare
pressutrustning och sliter också pressverktygen
mera. Ovanför en viss gräns ökar emellertid
vissa sintermaterials täthet endast obetydligt
med ökat tryck, medan risken för en alltför
ojämn fördelning av materien blir stor. Där-
TEKNISK TIDSKRIFT 1958 jf^l
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
