Sfäroidisering av kolstål
optimering av glödgningscykeln hos LuCoil Steel AB
Hos LuCoil Steel AB, dotterbolag till SSAB Tunnplåt AB, värmebehandlas bl.a. stål för att ge det speciella egenskaper som gynnar dess formbarhet vid efterföljande behandlingar. Denna värmebehandling av stålet som kallas för mjukglödgning eller sfäroidiseringsglödgning är en väldigt tidskrävande process, där strukturella förändringar i materialet sker och utvecklas med tiden. Syftet med detta arbete har varit att hitta optimala värmebehandlingscykler för fyra olika stålsorter där kraven på materialegenskaperna uppfylles och samtidigt undersöka hur utvecklingen av mikrostrukturen med tiden påverkar dess egenskaper. För att simulera den industriella glödgningsprocessen hos LuCoil utfördes försök i en laboratorieugn och vidare utfördes hårdhetsprov, dragprov och analyser av mikrostrukturen i svepelektronmikroskop för varje glödgat material. Glödgningstidens Inverkan på mikrostruktur och mekaniska egenskaper undersöktes genom att välja olika glödgningshålltider mellan 7 och 21 timmar vid 670?C, den lägsta hålltemperaturen som ansatts av LuCoil för glödgningarna. Under glödgningen bryts den lamellära cementiten i ursprungsstrukturen upp i mindre fragment med tiden och antar en sfärisk form som efter en lång processtid växer samman och bildar större korn, dvs. en översfäroidisering. I litteraturen karakteriseras inte materialet som sfäroidiserat när cementitpartiklarna i strukturen är helt runda utan snarare när de fortfarande är något avlånga och med hjälp av mikrostrukturbilder kunde den exakta glödgningshålltiden då denna uppbrytning uppnåtts kartläggas. Mikrostruktur analyser av stål glödgat hos LuCoil visar på att de ansatta glödgningshålltiderna leder till en översfäroidisering av materialet och simuleringsförsök i laboratorieugn visar på samma tendens för dessa hålltider. För samtliga stålsorter som analyserades i detta arbete observerades att sfärodiseringen sker väldigt tidigt i processen med en glödgningshålltid på mellan 7 och 11 timmar. En lång glödgningshålltid med översfäroidisering som följd ger en minskad hårdhet hos materialet. Dragprovsresultat visar även att brottgränsen kan bli så mycket som 100 MPa högre vid en minskning av glödgningshålltiden till den grad där sfärodiseringen just har fullbordats, samtidigt som duktiliteten är oförändrad. Med denna kunskap finns det goda möjligheter för att skräddarsy glödningscyklerna för varje material så att optimala egenskaper hos materialet fås efter kundens önskemål. En minskning av glödgningstiden med flera timmar, samtidigt som kundkraven uppfylls kan ge en stor ekonomisk fördel vid marknadsföringen av produkterna.