Rostfritt under luppen
Några siffror som bakgrund: marknaden för användning av duplexa rostfria stål växte under perioden 1999 till 2003 med 50 procent, (Jernkontorets forskningsuppgift 43025, 2007). Men den här snabba tillväxten har också medfört att man sett behov av att ta fram mer kunskap och bättre konstruktionsunderlag för dessa stål. Det gäller bl a de duplexa materialens tendens till en spontan strukturförändring vid högre temperaturer, en process som kallas "spinodalt sönderfall" och förekommer i de duplexa materialens analysområde. Den processen ska kartläggas noga för att visa vad det är som driver den och vilka möjligheter som finns till förändringar i kemisk sammansättning eller processteg för att undvika dess negativa effekter. Joakim Odqvist vid Sandvik Tooling leder projektet "Spinodal decomposition in advanced stainless steels and cemented carbides", som ska ge ökad kunskap om dess både negativa och positiva effekter: - Vi kommer att arbeta med att undvika det spinodala sönderfallets negativa effekter på hållfasthet och seghet hos stålet. Men det finns också positiva utvecklingsmöjligheter med det spinodala sönderfallet. Ta hårdmetall som ett exempel, med kobolt som bindemedel och karbider som hårt och slitstarkt inslag. Här finns möjligheter att öka hårdheten hos bindefasen eller hos de tunna skikt som de flesta av dagens verktyg beläggs med, en intressant utveckling för verktygstillverkare m fl. Spinodala legeringar finns redan i bruk inom icke-järnmetaller. Ett exempel från webben är en spinodal legering av koppar, nickel och tenn som marknadsförs med argument som "hög hållfasthet, utmärkta tribolologiska (friktions-) egenskaper och högt korrosionsmotstånd i hav och sur miljö". I projektet deltar tre institutioner vid KTH: Materialvetenskap, Mekanik och Hållfasthetslära och från industrin företagen Outokumpu Stainless, Sandvik Tooling, Sandvik Materials Technology, Seco Tools samt industriforskningsinstitutet Swerea Kimab. Utom de mål som beskrivits ovan ska de framtagna teoretiska metoderna anpassas för industriellt bruk. Men det är ett avancerat uppdrag, och det kommer att ta lång tid, upp till tio år, talar man om i KTHs tidning KTH & Co. - Vi befinner oss nu med projektet i en startfas, där vi bl a nyligen har rekryterat två doktorander som ska ingå i arbetet, säger Joakim Odqvist. - KTH har unika kunskaper inom området dynamisk modellering, framhåller Joakim Odqvist och berättar om de olika nivåer av "längdskalor" som etablerats inom HERO-M för studium av materialstrukturer: - Som lägst på elektronstrukturnivå, sedan på simulering av material genom användning av programmet Termo-Calc, samt slutligen på makronivå med finit element-program. En av de största utmaningarna för projekten inom HERO-M är att skapa modeller som kan överbrygga dessa skillnader i längdskala!