Improved High Duty Alloys through Control of Grain Bopundary Character

Syfte och mål

Syftet var att förbättra materialegenskaperna hos högpresterande konstruktionsmaterial med ´korngränsdesign´. Projektets mål var mera specifikt att; (1) genomföra litteraturöversikt över forskningsområdet korngränsdesign, (2) identifiera ett industriellt viktigt material där korrosionsegenskaperna är mycket viktiga för valet av material, (3) variera processparametrarna vid kallvalsning och glödgning för att få olika korngränskaraktär, (4) utveckla metoder för att karaktärisera materialen metallografiskt och (5) karaktärisera korrosionsegenskaperna i materialen.

Resultat och förväntade effekter

Det var möjligt att förändra korngränsinnehållet i det nickelbasmaterial som ingick i studien genom att förändra kallvalsningsgraden innan glödgning. Andelen speciella korngränser ökade från 43 till över 70% och kornstorleken utan att räkna med speciella korngränser ökade från c:a 20 µm till över 50 µm. Kombinationen av SEM-EBSD och konfokalmikroskop gav mycket information, korngränsers korrosionsegenskaper beroende på missorientering kunde utvärderas i detalj och visade att att samma korngränser som inte innehöll utskiljningar inte heller uppvisade korrosionsangrepp.

Upplägg och genomförande

Material leverat från industripartner kallvalsades och glödgades i laboratorieutrustning på KIMAB för att på så sätt variera processparametrarna. Svepelektronmikroskop med EBSD analys, konfokalmikroskopi samt korrosionsprovning genomfördes sedan för att verifiera materialens egenskaper. Analysen visade att det går att påverka korngränsinnehållet kraftfullt med relativt små förändringar i processen. Vidare visade analysen att material med hög andel speciella korngränser har goda förutsättningar att överträffa konventionella material i korrosionshänseende.