Page 42

Dynamo_48

42 OVERFLADEBEHANDLING FORSKNINGSSAMARBEJDE Til komponenter i barbermaskiner er det klart at foretrække, at krystallerne har austenit-struktur. Austenit er kendetegnet ved på en og samme tid at være bøjeligt og alligevel stærkt. Desuden er dets antikorrosive egenskaber særdeles gode (A i figuren th.). Imidlertid betyder den mekaniske deformation, som sker, når man formgiver delene, at jernkrystallerne lokalt ændrer struktur. I stedet for austenit får man nu martensit, som giver stivere og stærkere stål (B i figuren th.). ”Man skulle måske tro, at øget styrke var en fordel, men hvis den optræder for tidligt under forarbejdningen, er det faktisk et problem. Når stålet bliver stærkere, kræver det øget kraft – og dermed et højere energiforbrug – at give det den rigtige form under de senere trin,” forklarer Marcel Somers. Ny proces bevarer korrosionsegenskaber Endnu værre end det forhøjede energiforbrug er imidlertid, at evnen til at modstå korrosion bliver dårligere, når austenit omdannes til martensit. ”Desværre er austenit i sig selv ikke stærkt nok til at modstå det konstante slid, når knivene skal skære hår. Derfor hærder man stålet ved at tilføre kvælstof til overfladen ved lav temperatur. Imidlertid viser vores undersøgelser, at den lokale omdannelse af austenit til martensit, som sker under formgivningen af det hærdede stål, fører til for tidlig udvikling af kvælstofholdige forbindelser, der binder krom, med det A) Inden formgivningen har austenitisk rustfrit stål gode egenskaber: stor modstandsdygtighed over for korrosion, og det er bøjeligt og stærkt. har gennemgået overfladehærdning. ”Sammen med de øvrige værktøjer, som er udviklet i projektet, betyder modellen, at vi kan skære år af vores udviklingstid,” siger Jan Post, Philips. ”Vi lægger vægt på at være en innovativ virksomhed og benytter mange former for simuleringer til at forudsige egenskaberne af produkterne. Hovedparten af de processer, som vi benytter, består af mange trin, herunder varmepåvirkninger, som betyder, at det er meget komplekst at forudsige, hvordan materialet vil opføre sig – især når der er tale om de typer af højkvalitets rustfrit stål, som er undersøgt i projektet.” PressPerfect-projektet udløb officielt i 2016, men aktiviteterne inden for området fortsætter på DTU Mekanik, oplyser Marcel Somers: ”Projektet har indgået som en naturlig del af vores indsats inden for overfladebehandling af rustfrit stål. Vi har en række projekter, hvoraf flere er i samarbejde med virksomheder.” Marcel Somers, , professor, DTU Mekanik, somers@mek.dtu.dk A B C D resultat, at beskyttelsen mod korrosion går tabt,” forklarer Marcel Somers. DTU-forskerne har derfor udviklet en ny proces, hvor man stabiliserer austenit ved at opløse en lille mængde kvælstof ved høj temperatur, inden man begynder på formgivningen. Den nye proces kan f.eks. udføres hos stålleverandøren (C i figuren ovenfor). ”Processen forebygger, at der sker dannelse af martensit på grund af mekanisk deformation. Senere kan man udføre den afsluttende overfladebehandling ved lav temperatur uden at få dannelse af kvælstof-forbindelser,” siger Marcel Somers. ”Som en ekstra bonus opnår man endnu bedre modstandskraft over for korrosion, end man havde i det oprindelige stål.” (D i figuren ovenfor). Model sparer udviklingstid Et andet resultat af forskningsgruppens indsats i projektet er en numerisk model, der kan forudsige profilerne med hensyn til sammensætningen og indre spændinger for rustfrit stål, der 20 μm 20 μm 10 μm 10 μm B) Traditionelt hærder man stålet med en lavtemperaturbehandling. Men de mørke områder tyder på en martensitisk struktur, hvori kromnitrider har udskillet sig. Denne struktur har lav modstandsdygtighed over for korrosion. C) I den nye behandling stabiliseres krystalstrukturen ved, at man tilfører kvælstof under høj temperatur inden formgivningen. D) Der dannes ikke længere martensit, når materialet deformeres under formgivningen, og man opnår gode egenskaber, når materalet til sidst overfladebehandles ved lav temperatur, fordi der ikke kan danne sig kromnitrider. Europæisk stålprojekt PressPerfect er et akronym for Prediction of Stainless Steel Performance After Forming and Finishing. Projektet, der blev afsluttet i 2016, var koordineret af Philips og støttet af EU’s program for forskningsstøtte inden for kul og stål. Ud over Philips og DTU Mekanik var partnerne Luleås Tekniske Universitet (Sverige), Materials Innovation Institute (Holland), Det nationale forskningsråd (Spanien) samt Sandvik (Sverige).


Dynamo_48
To see the actual publication please follow the link above