The evaluation of carbide structures and sensitization phenomena of the EN 1.4016 steel during line annealing process
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Location:
P1 Ark TKK
P1 Ark TKK
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
MT-45
Degree programme
Language
en
Pages
73 + [42]
Series
Abstract
In this thesis the carbide structures and sensitization of the ferritic stainless steel EN 1.4016 with chromium content of 17 wt-% were studied. The carbide structures and sensitization resulting from the batch annealing-and the line annealing process and two different hot rolling procedures used in the line annealing production line (the Full-Tandem-and the Steckel-Tandem procedures) were investigated. Also the effect of the occasionally occurring process delays was studied for different durations at 800 °C, 850 °C and 900 °C. SEM-and TEM-imaging showed that the carbides were mostly spherical or nodular by shape and they situated, as expected, mainly on the grain boundaries, depending on the annealing temperature (the resulting undercooling), however, this had no correlation to the measured degree of sensitization. The DL-EPR tests showed, that the degree of sensitization did not vary much between the batch annealed (the reference) and the best line annealed products. The comparison between the hot rolling procedures did not either yield any clear difference. The DL-EPR results proved that only one of the line annealing routes was successful in decreasing the occurred sensitization by recrystallization. In all other cases, the line annealing process increased, even doubled, the degree of sensitization. This was mostly, however, removed during the final stages of the manufacturing process.Tässä opinnäytetyössä tutkittiin ferriittisessä ruostumattomassa teräksessä EN 1.4016 syntyviä karbidirakenteita ja esiintyvää herkistymistä valmistusprosessin seurauksena. EN 1.4016 sisältää kromia noin 17 p-% verran. Eri tuotanto prosessien (kupu-uuni hehkutus reitin ja linja hehkutus reittien) samoin kuin kahden eri kuumavalssaus prosessin (Full-Tandem- ja Steckel-Tandem prosessien) seurauksena syntynyttä herkistymistä ja muodostuneita karbidirakenteita tutkittiin DLEPR testillä ja tietyiltä osin SEM:llä ja TEM:llä. Myös ajoittain tapahtuvien prosessi seisahdusten vaikutusta tutkittiin, prosessointi lämpötilojen ollessa 800 °C, 850 °C ja 900 °C. SEM- ja TEM-kuvaukset paljastivat, että karbidit olivat enimmäkseen pyöreähköjä tai nodulaarisia muodoiltaan ja sijoittuivat odotetusti enimmäkseen raerajoille. Niiden sijainti riippui hehkutuslämpötilasta (alijäähtymisen määrästä sammutuksen yhteydessä). Havaittujen karbidien sijainnilla ei kuitenkaan näyttänyt olevan yhteyttä mitattuun herkistymisasteeseen. DL-EPR testit osoittivat, että herkistymisaste ei juuri eronnut kupu-uuni hehkutetun referenssinäytteen ja suotuisimpien linja hehkutettujen näytteiden välillä. Myöskään kuumavalssausprosessien vertailu ei tuottanut selkeää tulosta siitä, kumpi prosessi on parempi herkistymisen kannalta. DL-EPR tulokset osoittivat, että vain yksi linjahehkutusreiteistä alensi herkistymisastetta rekristallisaation seurauksena. Kaikissa muissa tapauksissa linja hehkutus vain lisäsi, jopa kaksinkertaisti herkistymisasteen arvon. Tämä vahinko kuitenkin korjaantui yhtä tapausta lukuun ottamatta valmistusprosessin loppuvaiheissa.Description
Supervisor
Hannula, Simo-PekkaThesis advisor
Penttinen, IlkkaPalosaari, Mikko