Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Undersökning av brottytor på utmattningsprovstavar av stål till borrkronor
Örebro University, School of Science and Technology, Örebro University, Sweden.
2016 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Inspection of Fracture Surfaces on Fatigue Sample Rods of Steel to Drill Heads (English)
Abstract [sv]

Utmattningsbrott är ett återkommande problem som uppstår i borrkronor. Atlas Copco Secoroc har tidigare gjort utmattningsprovningar på fyra serier provstavar. Serierna skiljer sig från varandra på så sätt att stålet är hårt respektive mjukt härdat. Det hårdhärdade stålet är indelat i två serier. På den ena har dragprovsutmattning utförts och på den andra roterande-böj utmattning. Det samma gäller för det mjukhärdade stålet. De brottytor som uppstått vid brott av dessa provningar har undersökts, brottsförskjutningen har mätts och brottytan har analyserats med SEM. Om en icke-metallisk inneslutning (slagg) hittats som startpunkt har fyra saker undersökts. Den största diametern för inneslutningen, hur långt från ytan av staven slaggen påträffats, vilka grundämnen som inneslutningen innehåller och hur dessa grundämnen ligger i inneslutningen. För att undersöka grundämnen i inneslutningen har EDS-analys använts och för att se grundämnens fördelning har EDS-mappning använts. På grund av den begränsade tiden till detta projekt har enbart tre av de fyra provstavsserierna undersökts.

Datan som har tagits fram genom undersökningarna har jämförts med data från uppdragsgivaren för att hitta samband. Nedan följer några av de slutsatser som hittades med hjälp av denna undersökning:

  • Den kemiska sammansättningen i inneslutningarna var väldigt lika varandra. Ingen slagg skiljer sig markant från de andra.
  • Av de inneslutningar och avtryck som observerats hade 95 % rundaktig form.
  • Mindre inneslutningar är att föredra framför större. Anledningen är att stål med mindre inneslutningar klarade av en högre spänning och eller fler cykler innan brott sker.
  • Inneslutningar som var i materialet hade mindre inverkan på stålets utmattningshållfasthet, än vad de på i ytan hade.

Resultaten i denna undersökning har väldigt stor spridning. För att kunna dra säkra slutsatser behövs ett större underlag. Vidare utmattningsprovningar och analyser av brottytorna är att rekommendera.

Abstract [en]

Fatigue failures are a recurring problem for drill heads. Atlas Copco Secoroc has previously done fatigue failure tests on four series of sample bars. The sample bars had been hardened in two different ways. For the two first series, hardness has been increased so the material was harder, while for the other two series material was softer than the previous series. Fatigue failure tests have been done using two different methods, rotating bending fatigue and direct force fatigue testing. The fracture surface that occurred after the performed tests has been investigated. Fracture displacement has been measured. The fracture surface was examined with SEM. If a non-metallic inclusion is the starting point of the crack four different things were then investigated. The largest diameter of the inclusion, how far from the surface of the bar the slag is found, what kind of chemical elements it contains and how these elements are located through the inclusion. EDS-analysis were used to examine the chemical elements in the inclusion and EDS-mapping to see the location of the elements. Due to the limited time of this project three of the four sample bar series has been studied.

The data that has been produced from these studies was then compared to the data from the costumer to find any connections. Below follows some of the conclusions that were found with the help of this study:

  • The chemical compositions of the inclusions where very similar. No slags distinguish itself significantly from any other.
  • 95% of the inclusions and imprints that has been observed where round shaped.
  • Smaller inclusions are to be preferred to larger. The reason is that metal with smaller inclusions was able to cope with higher stress and or more cycles before fracture occurs.
  • Inclusions that where found inside the material had less effect on the fatigue life for the steel then the ones on the surface.

The results that has emerged from this study has a very wide distribution. To make reliable conclusions more data is needed for support. Further fatigue testing and analysis of fracture surfaces is recommended.

Place, publisher, year, edition, pages
2016.
Keyword [en]
fatigue failures, fracture surface, non-metallic inclusions, scanning electron microscopy
Keyword [sv]
utmattningsbrott, brottytor, icke-metalliska inneslutningar, svepelektronmikroskop
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:oru:diva-51835OAI: oai:DiVA.org:oru-51835DiVA: diva2:955509
Subject / course
Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-08-25 Created: 2016-08-25 Last updated: 2016-08-25Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(14120 kB)7 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 14120 kBChecksum SHA-512
fafd34fa03b69e64d6e36204ace48646b55f7a86870f6eb0596bf7454cf5f3ab8092b289aace89310dc38023497a62e3d09d12cb596b1c974fabe438f015a98c
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Science and Technology, Örebro University, Sweden
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 7 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 1 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link