Impact toughness of 12%Cr ferric stainless steel
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Authors
Date
2009
Department
Major/Subject
Koneenrakennuksen materiaalitekniikka
Mcode
Kon-67
Degree programme
Language
en
Pages
85 (+35)
Series
Abstract
Vähähiiliset 12 % kromia sisältävät ferriittiset ruostumattomat teräkset muuttuvat sitkeistä hauraiksi lämpötilan laskiessa. Transitiolämpötilan saaminen mahdollisimman alhaiseksi on yksi tärkeimmistä tekijöistä kun halutaan lisätä ferriittisten terästen kilpailukykyä austeniittisia ruostumattomia teräksiä vastaan. Tämän työn tarkoitus on tutkia Outokumpu 4003 12 % Cr ferriittisen ruostumattoman teräksen iskusitkeyteen vaikuttavia tekijöitä. Kokoefektin eliminoimiseksi eri paksuisten terästen Charpy-V iskusitkeyskokeista saadut tulokset muunnettiin vastaamaan täysikokoisen koesauvan tuloksia. Terästen mikrorakennetta tarkasteltiin optisella mikroskoopilla ja FEG-SEM EBSD:llä. EBSD:llä tutkittiin myös rekristallisaatioastetta mittaamalla jäännösvenymä teräksissä hehkutuksen jälkeen. Tekstuuria tarkasteltiin ja raekoko määritettiin EBSD:llä. Murtopinnat tutkittiin FEGSEM:llä haurasmurtuman ydintymistavan ja - paikan selvittämiseksi. Erkaumien ja sulkeumien koostumusta tutkittiin EDX:llä. Transitiolämpötiloissa havaittiin hyvin korkeita arvoja ja suurta hajontaa terästen välillä. Mikrorakennekuvissa havaittiin suuri määrä sulkeumajonoja. Sulkeumajonot aiheuttavat halkeamista (splitting) murtumisprosessin aikana alentaen näin iskusitkeyttä. Murtopinnoissa havaittiin raerajamurtuma-alueita. EBSD-tutkimuksen paljastivat hehkutetuissa nauhoissa rekristallisoitumattomia rakeita, joissa oli jäännösvenyvää. Rakeiden määrä ja jakauma vastasivat raerajamurtuma-alueiden määrää ja jakaumaa murtopinnoilla. Todettiin, että rekristallisoitumattomien rakeiden hauraat raerajat toimivat haurasmurtuman ydintymispaikkoina. Jäännösvenymän määrän havaittiin laskevan teräksen valssausreduktion kasvaessa. Tutkimus osoitti, että iskusitkeyden mittaamiseen käytettyä testimatriisia täytyy kehittää, jotta transitiolämpötila saadaan luotettavasti määritettyä. Jotta kokoefekti voitaisiin eliminoida Wallinin metodilla, tarvitaan dataa transitioalueelta ja ylätasanteelta. Erityisesti mittaukset transitioalueella ovat tärkeitä. Jotta selkeää transitiokäyttäytymistä olisi havaittavissa iskukoetuloksissa kaikilla teräksillä, tulee kokeita suorittaa -60 °C alhaisemmissa lämpötiloissa, jopa -l00°C:ssa. Lisäksi iskusitkeyskokeiden lämpötilaväliä tulee pienentää. Tämän jälkeen eri paksuisten terästen transitiolämpötiloja voidaan luotettavasti verrata keskenään.Description
Supervisor
Hänninen, HannuThesis advisor
Kela, JuhaPapula, Suvi
Keywords
ferric stainless steels, ferriittinen ruostumaton teräs, specimen size, näytteen koko, impact toughness, iskusitkeys, Charpy-V, Charpy-V, residual strain, jäännösvenymä