Hos LuCoil Steel AB, dotterbolag till SSAB Tunnplåt AB, värmebehandlas
bl.a. stål för att ge det speciella egenskaper som gynnar dess formbarhet
vid efterföljande behandlingar. Denna värmebehandling av stålet som kallas
för mjukglödgning eller sfäroidiseringsglödgning är en väldigt tidskrävande
process, där strukturella förändringar i materialet sker och utvecklas med
tiden.
Syftet med detta arbete har varit att hitta optimala värmebehandlingscykler
för fyra olika stålsorter där kraven på materialegenskaperna uppfylles och
samtidigt undersöka hur utvecklingen av mikrostrukturen med tiden påverkar
dess egenskaper.
För att simulera den industriella glödgningsprocessen hos LuCoil utfördes
försök i en laboratorieugn och vidare utfördes hårdhetsprov, dragprov och
analyser av mikrostrukturen i svepelektronmikroskop för varje glödgat
material. Glödgningstidens
Inverkan på mikrostruktur och mekaniska egenskaper undersöktes genom att
välja olika glödgningshålltider mellan 7 och 21 timmar vid 670:C,
den
lägsta hålltemperaturen som ansatts av LuCoil för glödgningarna.
Under glödgningen bryts den lamellära cementiten i ursprungsstrukturen upp
i mindre fragment med tiden och antar en sfärisk form som efter en lång
processtid växer samman och bildar större korn, dvs. en översfäroidisering.
I litteraturen karakteriseras inte materialet som sfäroidiserat när
cementitpartiklarna i strukturen är helt runda utan snarare när de
fortfarande är något avlånga och med hjälp av mikrostrukturbilder kunde den
exakta glödgningshålltiden då denna uppbrytning uppnåtts kartläggas.
Mikrostruktur analyser av stål glödgat hos LuCoil visar på att de ansatta
glödgningshålltiderna leder till en översfäroidisering av materialet och
simuleringsförsök i laboratorieugn visar på samma tendens för dessa
hålltider.
För samtliga stålsorter som analyserades i detta arbete observerades att
sfärodiseringen sker väldigt tidigt i processen med en glödgningshålltid på
mellan 7 och 11 timmar.
En lång glödgningshålltid med översfäroidisering som följd ger en minskad
hårdhet hos materialet. Dragprovsresultat visar även att brottgränsen kan
bli så mycket som 100 MPa högre vid en minskning av glödgningshålltiden
till den grad där sfärodiseringen just har fullbordats, samtidigt som
duktiliteten är oförändrad.
Med denna kunskap finns det goda möjligheter för att skrädda...
