In-situ experiment to improve computational tools for duplex stainless steels

Viktiga resultat som projektet gav

Svalning efter svetsning eller värmebehandling är en kritisk process för duplexa rostfria stål. Om svalningen går långsamt kan skadliga intermetalliska faser bildas och om den går för snabbt kan kromnitrider skiljas ut. Målet med detta projekt var att följa kinematiken för fasomvandling (Wide-Angle X-ray Scattering) och nitridutskiljning (Small-Angle X-ray Scattering), under värmebehandling eller svetsning av duplexa rostfria stål och använda resultat för att modifiera simuleringsverktyg för att förutsäga dessa förändringar för framtida användning av dessa material.

Långsiktiga effekter som förväntas

Vi kunde tillhandahålla en in-situ-fasomvandlingsprofil för de tre vanligaste typerna av duplex rostfritt stål. Experimentella data användes för att verifiera och vidareutveckla simuleringsverktyget som förutsäger fasomvandlingen av austenit, ferrit och nitridutskiljning vid uppvärmning och svalning av duplex-rostfritt stål. Modellen ska användas som ett verktyg för optimering av tillverkningsprocessen för stålproducenter och förlängning av de duplexa stålens livslängd för slutanvändarna av dessa material.

Upplägg och genomförande

In-situ dilatometri och vidvinkelröntgenspridning utfördes för att möjliggöra kvantifiering av austenit- och ferritfraktionen under uppvärmning och kylning av duplexstål. Mätningar med små vinklar på röntgenspridningen utfördes på proverna efter behandlingen för att kvantifiera de nanometerstora kromnitridutskiljningarna som bildades under svalning. Experimentet utfördes på High Energy Materials Science beamline (P21) vid den tyska synkrotronskällan Petra III i Hamburg. Simuleringsverktyg användes för att korrelera nitridutfällningen med austenitfraktionen i provet.