Variationer i hårdhet och mikrostruktur i patronhylsor vid glödgning

The thesis work is performed at Norma Precision AB, a company that manufactures ammunition for hunting and competitive shooting. Two types of cases called 300 Winchester Magnum and 308 Winchester are examined on how their hardness were prior to and after the two annealing’s of the neck they experience during the manufacturing. The cases vary in hardness and an investigation will be made to draw connections to the microstructure of the cases in order to understand the variations and possibly avoid the variations in the future. The cases were selected at different days, the 300 Winchester Magnum were chosen at three different days with some properties varying and the 308 Winchester were taken at two different days. At each day twenty cases were selected, five prior to the first neck annealing, five after the first neck annealing, five after the shaping and calibrating of the cases and the final five after the second neck annealing. The selected cases were first measured by a hardness test, where they were measured at 1mm, 3mm and 6mm from the nuzzle and five times around the case at each measurement. After that, the variations were analyzed and the two most varying cases from each day and step were taken into the laboratory at Karlstad University. In the laboratory, the cases were measured by a microhardness tester. The cases were measured at even distances between them all throughout the cases to make a hardness profile. The next step was to etch the cases and examine them in an optical microscope, where the grain size was measured in micrometer and ASTM. The results from the regular hardness measurements and the microhardness tests showed similar tendencies. Variations was found in each step and each day during both hardness measurements the two types of cases behaved similarly. The grain size results showed that after annealing, the grain size increased. Although there was no clear relation between grain size and hardness since the results varied, some cases with higher hardness had a smaller grain size than a case with lower hardness. Using the grain size of the brass could work to get an idea of the hardness, but to get a sincerer perception of the material properties, more properties needs to be investigated.Examensarbetet är utfört hos Norma Precision, ett företag som tillverkar ammunition för viltjakt och för tävlingsskytte. Två sorters hylsor vid namn 300 Winchester Magnum samt 308 Winchester undersöks hur deras hårdhet är innan respektive efter de två mynningsglödgningar hylsorna genomgår under tillverkningen. Hylsorna varierar i hårdhet och en undersökning kommer göras för att dra kopplingar till hylsornas mikrostruktur för att få en förståelse av variationerna och eventuellt kunna undvika variationer i framtiden. Hylsorna valdes ut vid olika dagar, 300 Winchester Magnum togs vid tre olika tillfällen när olika egenskaper skiljde och 308 Winchester togs vid två tillfällen. Varje dag plockades tjugo hylsor ut, fem innan första mynningsglödgningen, fem efter den första mynningsglödgningen, fem efter formning och kalibrering av hylsorna samt fem efter den andra mynningsglödgningen. På de utplockade hylsorna gjordes först hårdhetstester, då de mättes vid 1mm, 3mm och 6mm ifrån mynningen och fem mätningar runt hylsan vid varje mättillfälle. Efter det analyserades resultaten och de två hylsor som varierade mest från varje dag och varje steg togs med till labbet på Karlstads Universitet. I labbet mättes hylsorna med en mikrohårdhetsmätare. Hylsorna mättes med jämna mellanrum genom hela hylsan för att skapa en hårdhetsprofil. Nästa steg var sedan att etsa hylsorna och undersöka dem i ett ljusmikroskop, där mätningar av kornstorlek i mikrometer och ASTM gjordes. Resultaten från den vanliga hårdhetsmätningen och från mikrohårdhetsmätningen visade liknande tendenser. Det upptäckes variationer i varje steg och varje dag i båda hårdhetsmätningarna och de två sorternas hylsor betedde sig likadant. Resultaten från kornstorleksmätningarna visade att efter glödgning ökade kornstorleken. Det fanns dock inget tydligt mellan kornstorlek och hårdhet då resultaten varierade, i vissa fall hade hylsorna med högre hårdhet en mindre kornstorlek än hylsor med lägre hårdhet. Att använda mässingens kornstorlek kan fungera för att få en övergripande bild av hårdheten, men för att få en bättre förståelse av materialegenskaperna behöver fler egenskaper undersökas