Utskiljningsprocesser i nyutvecklade Hybrid Steel

Syfte och mål

Syftet var att utföra experiment där spridning av röntgenstrålning från en synkrotronkälla används för att undersöka utskiljningsförloppet i ett material, i det här fallet Hybrid Steel® från Ovako. Detta stål härdas med både intermetalliska NiAl-partiklar och sekundärkarbider. Under mätningarna var proverna placerade i en ugn, så förloppet kunde studeras i realtid under värmebehandling. Resultaten visade hur NiAl-partiklarna växte beroende på tid och temperatur, och viss information kunde också extraheras om bildandet av sekundärkarbider, vilket var projektets mål.

Resultat och förväntade effekter

Resultaten från in-situ mätningarna visade tydligt hur NiAl-partiklarna utvecklades under värmebehandling. Denna kunskap förväntas vara användbar för Ovako och deras kunder vid val av värmebehandling för olika tillämpningar. Tillväxten av karbider var svårare att tolka och här krävs fördjupad dataanalys och troligen kompletteringar med andra tekniker. Förändringen av gitterparametrar och restaustenithalt gav information som inte var väntad, vilket har lett till förbättrad förståelse av hur mikrostrukturen förändras under värmebehandling och avsvalning.

Upplägg och genomförande

Mätningarna gjordes på strålrör P21, Petra III i Hamburg. De gjordes in-situ, vid temperaturer mellan 500 och 600C, oftast 4-7 h. In-situ mätningarna kompletterades med ex-situ mätningar, speciellt för längre värmebehandlingstider. WAXS, som ger struktur-information som vid vanlig XRD, och SAXS, som ger partikelstorlek, utfördes parallellt. Utvärderingen av data var relativt komplicerad eftersom volymfraktionen av karbider var liten och det fanns vissa överlapp. Datan för de intermetalliska NiAl partiklarna var tydlig och gav viktig information.