Mikrostrukturundersökning av varmvalsat stål
SSAB Tunnplåt i Borlänge har under en längre tid utvecklat ett varmvalsat bainitiskt stål med en sträckgräns på 900 MPa. Den höga sträckgränsen och en tjocklek mellan 5-6 mm gör stålet perfekt för applikationer där nyttolasten kan ökas, som till exempel i chassi och utrustning till tunga fordon. Det kan också med framgång användas i bommar till lyftkranar för att kunna lyfta mer längre ut. Ett problem vid tillverkning har varit att de mekaniska egenskaperna hos materialet har visat stor spridning. För att kunna sälja stålet till sina kunder måste SSAB Tunnplåt kunna visa att stålet klara de givna målen. Detta examensarbete har fokuserats på undersökningar av mikrostrukturen och hårdheten hos materialet för att på detta sätt ge en förklaring till spridningen i egenskaper. Det första steget var att göra referensprover som sedan användes i jämförelse med fem prover på ett bainitiskt stål utvalda av SSAB Tunnplåt. Fyra olika referensprov gjordes, ett prov med ferritisk struktur, ett med martensitisk struktur och två prover med mål att bilda bainitisk struktur. Målet var att få ett prov bestående av undre bainit och ett med övre bainit. Till hjälp fanns ett CCT-diagram framtaget av Swerea Kimab för ett stål med ungefär samma kemiska sammansättning. De fem prover som SSAB Tunnplåt valt hade likartade mekaniska egenskaper men med mycket olika processparametrar. De största skillnaderna låg i kylhastighet och haspeltemperatur. Ett av proverna användes som ?normalfall?, där kylhastigheten och haspeltemperaturen hade medelvärden, i de andra fallen låg kylhastigheten och haspeltemperaturen på antingen en låg eller en hög nivå. Tidigare undersökningar gjorda av SSAB Tunnplåt på detta stål säger att mikrostrukturen i bulken på materialet är bainitisk med mycket små mängder martensit. Efter mikrostruktur- undersökningar i SEM och i optiskt mikroskop tyder det mesta på att det i stället handlar om en martensitisk struktur. Om det är ?lath martensite? eller BIII kan inte särskiljas morfologiskt utan kräver undersökning i TEM. Ytan på proverna visade upp en helt annan struktur. Det som skett vid ytan på materialen är en ytavkolning. Ytavkolning uppstår när syret i luften reagerar med kolet på översidan och undersidan, strukturen blir då ferritisk. SEM-bilderna tagna vid över- och undersida på proverna visar hur kornstorleken varierar mellan de olika proverna, provet som kylts med högst kylhastighet har den minsta kornstorleken. Hårdheten på översidan av proverna är mycket lägre än i mitten och på undersidan av proverna. Hårdheten i mitten på materialet stärker teorin om att det handlar om en martensitisk struktur. Hårdheten på stålet i det jämförbara bainitiska stålet X är ca 350 HV och hårdheten på stålet som undersökts i detta arbete ligger på ca 420 HV.