Etikettarkiv: Stål

Fråga Doktorn (34)

När man äter räkor och skalar dem så får fingrarna en stark räklukt. Man sätter på vissa ställen fram ett fat med citronvatten för att skölja händerna. Det är inte särskilt effektivt, man kan fortfarande känna en viss lukt. Till och med om man tvättat händerna med tvål och vatten. Jag köpte en ”metalltvål” i en butik med hushållsartiklar, är formad som en vanlig tvål och används likadant. Jag förmodar att det är 18/8 stål. Den tar bort lukten direkt, bättre än både tvål och citron. Jag undrar vad händer och vad har den metallen för magiska egenskaper?

hq720

Att kunna tvätta händerna med tvål och vatten är egentligen rätt märkvärdigt. Få uppfinningar har räddat så många liv som tvålen eftersom den är en förutsättning för god hygien. När tvål tack vare industriella framställningsmetoder blev tillgänglig för alla gick spädbarnsdödligheten ner och det gick lättare att få bukt med olika typer av infektioner. Renlighet förknippas ofta med frihet från lukt, men det sambandet är inte alldeles enkelt. När svett processas av bakterier på kroppen bildas illaluktande men fettlösliga ämnen som löses upp av tvållöddret, och den odör vi vanligen förknippar med en otvättad kropp försvinner.

Men som du själv påpekar finns det andra doftämnen som tvålen inte rår på, bland annat i lök och räkskal. Dessa gasformiga ämnen är inte fettlösliga. De bildas i flera steg från en förening mellan aminosyror och svavelföreningar i löken och ställer bland annat till problem i matlagningen. I vatten bildar de nämligen svavelsyra och hur det känns att få det i ögat vet alla som har hackat lök utan cyklop (själv använde jag länge en gasmask från mellankrigstiden).

Nu råkar det vara så att metalliskt krom har en benägenhet att bilda stabila kemiska föreningar med svavel. Om du skulle ha ett förkromat dörrhandtag på din köksdörr att gnugga fingrarna mot vore alltså problemet löst – doftämnena från räkskalen skulle omvandlas till luktfria kromföreningar. Bor du modernt med plasthandtag är rostfritt 18/8-stål med sitt höga krominnehåll ett bra alternativ. Och om din diskbänk också är av den moderna sorten av granit kan du lugnt hålla tillgodo med din ståltvål – jag kan garantera att den håller lika länge som ditt matlagningsintresse. Men när du har använt den, kom ihåg att luktfri inte är detsamma som ren. För att ta kål på otrevliga bakterier är den vanliga handtvålen fortfarande bäst!

På jobbet

En av kollegorna tipsade mig om en läsvärd artikel i SvD med anledning av mina  nya arbetsuppgifter. Frågan som ställs är hur man skapar ett perfekt team. Svaret tog forskarna fem år att formulera.

Efter fem år föll polletten ner. Det handlade om hur människorna behandlade varandra inom kollektivet. Allt kokade ner till två avgörande normer. Det ena var att samtliga i stjärngrupperna pratade ungefär lika mycket. Det fanns en oräddhet för att göra sin röst hörd. […] Det andra var en var en sorts social känslighet inom teamet. Man märkte snabbt om en kollega var orolig eller olycklig – och man respekterade varandras humörsvängningar. 

Det där ska jag ta till mig under de närmaste veckorna. Det har blivit ovanligt mycket jobb sista tiden och det beror på att vi har organiserat om rätt rejält på Institutet. Hela försöksverksamheten med gjuteri, 3D-skrivare och sandlab har samlats till en ny enhet, Casting Demonstration Centre. Jag har fått förtroendet att leda den verksamheten med sju medarbetare och det känns fantastiskt. För är det något jag brinner för så är det att medverka till att forskningsresultat kan visas upp och omsättas i praktiken. Nu har vi möjlighet att göra det i stor skala!

Lite kan du läsa om satsningen här och här  men det kommer definitivt mera!

 

Försök i stor skala

Vårt systerinstitut MEFOS hör av sig. De har också en försöksanläggning som får vår här i Jönköping att likna ett litet lekstugekök. Den presenteras i ett antal korta filmer som jag gärna skulle se fler av!

Jodå, det finns ännu fler filmer på Swereas egen Youtube-kanal!

 

Fråga Doktorn (25)

Vad är ett sprödbrott, och varför ökar risken vid kyla?

Det är riktigt att många materials egenskaper fortsätter att förändras med temperaturen även när man kommit ner under smältpunkten.

Plast är ett exempel. När mina egna barn tar ut redskap i plast för att leka i snön dröjer det inte lång stund innan spadskaften gått av och hinkarna spruckit. Vid en viss temperatur blir plasten spröd istället för seg, och det hänger ihop med att den kemiska strukturen kräver en viss värmeenergi för att förbli smidig och böjbar. Samma effekt erfor jag smärtsamt när ett par nyinköpta vinterskor visade sig vara tillverkade i Italien och sulorna blev stenhårda och hala vid första frosten. Platt fall!

Metaller är normalt sega och formbara oavsett temperatur. Det gäller aluminium och rödmetaller lika väl som rostfria stål. Gjutjärn å andra sidan är relativt sprött vid både låga och höga temperaturer på grund av det innehåller grafit. Men kolstål beter sig annorlunda. Det har en annan kristallstruktur än ickejärnmetallerna och just denna struktur kräver en viss värmeenergi för att behålla sin smidighet. Samma effekt som hos plast alltså om än med en annan orsak!

Konsekvensen blir att om ett kolstål kyls ner under en viss bestämd temperatur är det inte längre segt. Istället för att långsamt töjas ut för att till slut brista som en gummisnodd går det tvärt av som en polkagrisstång, och vi har fått ett sprödbrott. Tyvärr ligger denna kritiska temperatur ofta kring vattnets fryspunkt. Stålplåten i skrovet till Titanic lär ha haft just denna egenskap och vi vet alla vad som hände när fartyget stötte på sitt berömda isberg.

SNN0905AR_1598489aEtt nyare exempel på sprödbrott finns i alla materialingenjörers favoritfilm, Terminator 2. Här är det den elaka roboten som blir dränkt i flytande kväve och genast splittras i tusen bitar i en spektakulär actionscen. Roboten kommer dock tillbaka så snart kvävet avdunstat, vilket ger oss ytterligare en spännande timme fram till slutscenen i ett smältverk. Bättre än så blir det inte på bio!

Nya träningskompisar

IMG_1030Efter en vecka på resande fot var det skönt att ge sig ut i löparspåret igen. Snö har vi fått så pass mycket att det känts osäkert att ta ut steget i löpningen. Som materialnörd var jag därför mycket glad åt att hitta de här skönheterna i sportaffären. Vattenavvisande yta och härliga, pålitliga broddar infällda i sulan. Fungerade alldeles utmärkt på både snö och is.

Medföljande broschyr informerar om att broddarnas sidor kan angripas av rost, men att den centrala spetsen inte rostar eftersom den är tillverkad i karbidstål. Vad detta material är för något går jag faktiskt bet på, men efter en stunds googlande ser jag att spåren leder rätt ner i källaren på min egen arbetsplats. Så jag får återkomma i ämnet när jag har grävt upp den forskningsrapport som har mer att berätta!

Materialkunskap

Fick information från Tekniska Kontoret inför helgernas trassel med sophämtningen – det är ju två udda veckor i rad vilket ställer till det för alla kalenderbitare.

De bjöd i alla fall på en hel broschyr som ska motivera till ökat engagemang i återvinningsfrågor. Anslaget var gott med en hel del faktarutor. Som den här om återvunnet aluminium:

IMG_1043

Undrar hur en flytande form ser ut, men det kanske handlar om lättviktssand. Nåja. Lite svårare blev det i avsnittet om stål.

IMG_1042

Tillsätts en legering? Till legeringen? Vem sitter i smältan och gör stavar? Och nya järnvägar, ja det vore ju trevligt, men till det krävs nog mer än bara stål…

Jaja. Det fina med att bli äldre är ju att man får lov att gnälla litegrann!

På kok vid ugnen

Det är inte ofta jag gör det, men just nu känns det naturligt att citera mig själv:

Ni minns den där säljaren som levererade vår nya spektrometer, sa kollegan P. Han sa att argonflödet genom instrumentet var kritiskt, men att det brukar gå bra, för dålig argon ser man sällan numera. Ja än sen då, sa vi. Jamen hörni, sa kollegan P. När såg ni argon senast? 

Svaret är: vid vårt senaste gjutförsök. Vi testade en del nya saker med flytande argon vid stålsmältningen. Och här på ugnskanten står en överbliven skvätt på kok.

Argon

Så ser det ut, argon. Fast den här är alldeles ren.

Gjuteriet på nätet

Hurra! Nu finns tidningen Gjuteriet äntligen på nätet.

Läs senaste numret här!

Titta särskilt på artikeln om 3D-printern på sidorna 14-18 och förstås Fråga Doktorn på sidan 56.  Sedan har vi en platsannons på sidan 11 – nya sökande välkomna förstås. Ytterligare intressant läsning hittar du på sidorna 20-23 där vår koncern-VD Göran Carlsson berättar om Swereas framtidsstudie om kommande trender inom svensk industri. En sammanfattning av den rapporten hittar du länken till här.

gubbar

Nu även med kvinnliga gjutare på omslaget.

Fråga Doktorn (22)

De gamla damaskenersvärden som tillverkades för länge sedan hade förbluffande goda mekaniska egenskaper tack vare unik hantverksskicklighet. Har man lyckats återskapa dessa material med modern teknik?

Många känner till att gamla tiders svärdssmeder kunde få fram produkter med goda egenskaper men också att skillnaden mellan olika smeders skicklighet varierade kraftigt. Mest kända är kanske damaskenersvärden, som man känner igen på ytans vackra, frametsade mönster. De var resultatet av en komplicerad tillverkningsprocess där svärdsämnet tillverkades av många olika lager järn och stål. Materialet värmdes, böjdes och smiddes ihop upprepade gånger, och nämns ofta som exempel på en gammal, överlägsen hantverksteknik som numera fallit i glömska.

1600-medieval-knight-sword-damascus-steel-5

Bilden föreställer en medeltida svärdsklinga och är hämtad från ett underbart nördigt och mycket läsvärt blogginlägg om vapnen i Game of Thrones.

En stunds efterforskande i uppslagsböcker och på nätet ger mängder av förslag på vad som gjorde materialet så unikt: spårämnen i järnmalmen, invecklade värmebehandlingscykler eller intrikata kompositstrukturer av ferrit och cementit. Åtskilliga forskargrupper lägger fram mer eller mindre seriösa studier av de få svärd som har gjorts tillgängliga för forskningsändamål och med hjälp av den bästa analysutrustningen har en tysk institution hittat både nanotrådar av cementit och nanotuber av grafit.

Men när ett provningslaboratorium jämförde ett par gamla svärd med nytillverkade exemplar visade mekanisk provning att de nya materialen var både hårdare och segare. Frågan är om de gamla metoderna verkligen gav bättre resultat. Den tidens smeder var inga metallurger och visste inget om kristallstrukturer eller kolhalter. Ändå vill vi gärna tro att de visste något vi inte kommer åt med moderna metoder. Kanske är det så att vi håller på det damaskerade stålet helt enkelt för att det är så vackert?

Fråga Doktorn (20)

Förr fanns det gjuterier i Sverige som tillverkade aducergods. Varför görs det inte längre?

Idén att värmebehandla gjutjärn för att förbättra dess egenskaper är gammal och bygger kanske på smedernas erfarenhet av att bokstavligen banka kolet ur järnet, även om de inte förstod vad det var som egentligen hände. Den franske 1700-talsmetallurgen de Reaumur verkar vara den förste som undersökte saken systematiskt och han tog fram en fullt fungerande process ”att mjukgöra gjutet järn”, som han själv uttryckte det. (Fast på franska förstås: d’adoucir le fer fondu.) Hans aducerjärn var av den avkolade ”vita” sorten eftersom karbidrikt vitjärn packades in i material som reducerade ut kolet till koldioxid och efterlämnade en rent ferritisk struktur. Hundra år senare använde den amerikanske gjuteriägaren Boyden kiselrikt tackjärn till att framställa ”svart” aducerjärn istället, där kolet stannade kvar som jämnt fördelade grafitnoduler i en matris av ferrit eller perlit.

Slide-09Upptäckten att gjutjärnsgods kunde ”förädlas” till att ersätta smidda produkter låg helt rätt i tiden. Tillverkning i industriell skala av konsumentprodukter efterfrågades, och på detta sätt kunde man utnyttja den kostnadseffektiva gjuttekniken även för sådant som den tidigare inte klarat av. 1876 kunde man läsa i Nordisk Familjebok:

Emedan en mängd föremål, t ex nycklar, sämre eggjärn, […] lättare framställas och få korrektare form genom gjutning än genom smidning, men dock erfordra större styrka än gjutjern har, framstellas de numera av gjutjern och aduceras.

malleableiron_03Produktionen av aducergods i Sverige inleddes på allvar på 1870-talet och gick sedan stadigt uppåt i många decennier för att nå sin höjdpunkt i mitten på 1960-talet med mer än 20 000 ton per år. Sedan bar det av brant nedåt, och det berodde till att börja med på ökad andel import av komponenter till fordonsindustrin. Därefter kom konkurrensen från andra, modernare material. Först ut var plasten, som var ett billigt lättviktsalternativ för den stora produkten rördelar. Och på 1960-talet upphörde de ursprungliga patenten på segjärn, som nu kunde tillverkas fritt. Det blev dödsstöten.

Precis som aducerjärn innehåller segjärn grafit i form av noduler, och materialegenskaperna är jämförbara. Råmaterialet är något dyrare för segjärn och smältprocessen mer krävande med magnesiumbehandling och ympning före avgjutning. Men i motsats till aducerjärnet har segjärnet nästan ingen krympning i gjutformen tack vare grafitexpansionen. Någon efterföljande värmebehandling behövs inte heller vilket bara det ger en femtedel lägre produktionskostnader och processtider som kan kortas med flera dygn.

Allt detta ledde så småningom till att den aducerjärnssmälta som göts i Hälleforsnäs 2010 blev den sista i Sverige. Materialet tillverkas fortfarande runt om i världen men volymerna minskar överallt, till och med i det ständigt expanderande Kina. 140 år av industriell produktion blev det i alla fall, och en aktningsvärd mängd gjuterikunskap som lever vidare i andra former.