Alipainehiiletyksen ja kaasusammutuksen teoriaa sekä menetelmän soveltuvuus valikoitujen teräslaatujen hiiletyskäsittelyyn

Tämän työn tarkoituksena oli kerätä tietoa hiiletysteräksistä, niiden ominaisuuksista sekä alipainehiiletyksestä ja kaasusammutuksesta. Tämän lisäksi tutkittiin alipainehiiletyksen ja kaasusammutuksen soveltuvuutta Imatra Steelin teräslaatujen hiiletykseen. Hiiletetty teräs koostuu kovasta korkeahiilisestä pintakerroksesta ja pehmeämmästä sisustasta, jotka osaltaan aikaansaavat sen hyvät mekaaniset ominaisuudet. Tekijöitä, jotka vaikuttavat hiiletysterästen ominaisuuksiin ovat pinnan ja sisustan kovuus, hiiletyskerroksen paksuus, jäännösjännitykset, jäännösausteniitti ja raekoko. Mekaanisia ominaisuuksia voidaan lisäksi parantaa mm. kuulapuhalluksella. Alipainehiiletys on saanut osakseen kasvavaa kiinnostusta. Sillä saavutetaan lukuisia etuja tavalliseen kaasuhiiletykseen verrattuna, etenkin jos sen lisäksi käytetään myös kaasusammutusta. Näitä ovat mm. hyvät mekaaniset ominaisuudet johtuen olemattomasta hapettumisesta, alhaiset mittamuutokset, hyvä pinnanlaatu, puhtaat ja kirkkaat pinnat, turvallisuus sekä ympäristöystävällisyys. Tällä hetkellä asetyleeni on tehokkain hiiletyskaasu. Vakuumiuuneissa sillä saadaan aikaan tehokas ja tasalaatuinen hiiletys. Erityisen tehokas se on monimutkaisten muotojen kuten syvien ja kapeiden reikien hiiletyksessä. Tässä tarkoituksessa se on ylivoimainen propaaniin ja muihin hiiletyskaasuihin verrattuna. Asetyleeniä käytettäessä ei synny metaania eikä näin ollen myöskään nokea. Kaasusammutuksella aikaansaadaan tasaisempi jäähtyminen ja vähennetään kappaleiden mittamuutoksia. Teräksen karkenevuus täytyy kuitenkin ottaa kaasusammutuksessa huomioon, koska jäähtymisnopeus on hitaampi öljy- tai vesijäähdytykseen verrattuna. Sammutustehoa voidaan parantaa käyttämällä kaasuja, joilla on suurempi lämmönsiirtokerroin sekä lisäämällä kaasun painetta tai nopeutta. Koetulosten perusteella alipainehiiletys ja kaasusammutus ei sovi IMATRA MoCN 206:n käsittelyyn ainakaan käytetyillä parametreilla. IMATRA MoCN 216:n koetulokset olivat parhaimmat ja se soveltuu erinomaisesti tähän käsittelyyn. Muut teräkset sijoittuivat tuloksiltaan näiden kahden väliin. Ni-seosteisten terästen iskusitkeydet olivat myöskin hyviä. Matalahiilisen IMAFORM CF:n iskusitkeys oli muihin verrattuna ylivoimaisesti paras. Lisäksi sen pinnankovuuden ja hiiletyskerroksen paksuuden arvot olivat kohtuullisen hyviä