Böjning och återfjädring av höghållfast kolstål
LuCoil Steel AB är ett dotterbolag till SSAB Tunnplåt AB. Företagets huvuduppgift är att tillverka Superstål, ett stål som ger lättare och starkare slutprodukter jämfört med konventionellt stål. LuCoil har blivit kontaktade av ett större företag gällande tillverkning av handsågblad. Genom att använda sig av ett högkolhaltigt kallvalsat stål från LuCoil skulle slutprodukten bli billigare då härdning av stålet inte är nödvändigt. Beräkningar när det gäller återfjädring efter böjprov visar att en sträckgräns på knappt 800 MPa räcker för att klara ställda krav på sågbladet. Två tilltänkta stål har undersökts i examensjobbet, X177 samt X203, båda med en sträckgräns på över 1100 MPa vilket innebär att båda stålen borde återfjädra vid böjprov. Praktiska försök visar dock att så inte är fallet, båda stålen får en kvarvarande deformation efter böjprov. Sammanfattningsvis är problemet således att det tilltänkta kallvalsade stålets egenskaper gällande återfjädring vid böjprov inte överensstämmer med vad som förväntas ur hållfasthetsprov. Examensarbetet består av tre större undersökningar: mikroskopering i svepelektronmikroskop, mätning av restspänningar och bestämning av textur med hjälp av röntgendiffraktion, samt ett par mindre försök gällande böjprov och dragprov. Dragprov och böjprov har utförts för att verifiera materialens hållfasthet samt beteende vid böjning. Undersökningen i svepelektronmikroskop visar att inre defekter i form av sprickor finns i råbanden. Efter påvalsning har sprickorna blivit märkbart fler och längre vilket till en början misstänktes vara orsaken till deformationen, att många defekter orsakar lokala spänningskoncentrationer som påverkar det makroskopiska beteendet, men då sprickorna är orienterade längs valsriktningen fås inte någon större spänningskoncentration. Resultaten från restspänningsmätningarna samt texturbestämningen visar istället sådana resultat att problemet kan förklaras. Restspänningar påverkar ett materials förmåga att bära last då applicerad spänning först måste balansera restspänningen. Undersökningarna visar att höga restspänningar finns i stålytan som tillsammans med spänningen böjprovet genererar närmar sig/överstiger materialets sträckgräns. Vidare visar resultaten från texturbestämningen att (110) planen på stålytan har en gynnsam orientering för dislokationsrörelser jämfört med stålets mitt där planen är orienterade så att dislokationsrörelser har svårare att ske. Mycket förenklat kan man säga att pga. texturen har materialet lägre sträckgräns på ytan, högre i mitten och att dragprovet, som testar hela tvärsnittsarean, är ett medelvärde av dessa två. Då böjprovning belastar stålets ytterfibrer mest kommer en kombination av restspänningar och det faktum att dislokationsrörelser sker lättare på stålytan göra att sträckgränsen överskrids och materialet får en kvarvarande plastisk deformation. En avslutande avspänningsglödning på stålen med mycket bra resultat har också gjorts. Denna glödning lämnas som ett tänkbart lösningsalternativ till LuCoil.