Størkning av 75\% ferrosilisium : forløp, struktur og styrke

Målsettingen med oppgaven har vært å komme frem til praktiske størkningsmodeller som beskriver størkning av 75% ferrosilisium utstøpt under forskjellige betingelser samt å beskrive de resulterende egenskaper hos materialet. Avhandlingen består av fire hoveddeler. I stor grad er disse bygd opp omkring de samme forsøk utført ved Thamshavn Verk og ved NTH. Første del omhandler temperatur-tid resultater. Disse resultatene benyttes til beskrivelse av størkningsforløp ved ulik avkjølingshastigheter. Avkjølingshastigheten gjennom to-faseområdet er variert fra 02 °C/min til 1170 °C/min. Avkjøling gjennom to-faseområdet, eutektisk størkning og eutektoid omvandling i fast fase er beskrevet. Den eutektoide omvandlingen kan deles i to reaksjonstrinn. Trinn i skjer ved varierende avkjølingshastigheter. Denne reaksjonen kan forårsake ødeleggelse av strukturen. Trinn 2, som gir likevektsfase, skjer bare etter varmebehandling over lengre tid. Eksistensen av deltrinn i og 2 er påvist gjennom målinger. Annen del omhandler segregering i 75% ferrosilisium. Det er målt variasjoner i analyse innen en blokk fra 65.7% Si til 83.2% Si. Segregering er delt i fem ulike typer. Forskjellen i segregering ved vertikal størkning nedover og ved vertikal størkning oppover er beskrevet. En enkel modell for segregering ved størkning nedover er laget. Tredje del omhandler numerisk beregning av avkjølingsforløpet for tre situasjoner. Forutsetningene for beregningene samt de termofysiske størrelser er vurdert. Entalpi for størkning og avkjøling av ferrosilisium er beregnet. Varmeovergang til omgivelser er kontrollerende for avkjølingshastigheten. Beregningsresultatene sammenlignes med målte verdier. En viktig modelleringsfaktor er varmeovergang fra metall til kokille. Den representeres i modellen av et skikt med endelig tykkelse og med lav varmeledningsevne. Fjerde del omhandler struktur og styrkemålinger. Kornstørrelse er bestemt som funksjon av lokal størkningshastighet. Kornstørrelse er beregnet ved teorier fra Kattamis og Flemings. Forventet kornstørrelse gjennom tre støp er beregnet ved bruk av avkjølingshastighet lokalt gjennom støpet kombinert med en empirisk sammenheng mellom kornstørrelse og størkningstid. Videre er trykkstyrke funnet som funksjon av kornstørrelse. Slitasjestyrke (abrasjonsstyrke) avhenger av kornstørrelse og kjemisk analyse