Abstrakti
Vetyhaurauden estäminen on tärkeää erilaisten uusien terästen suunnittelussa ja kehityksessä. Väitöskirjassa esitetään vedyn vaikutuksen tutkimustulokset kahdella terästyypillä: austeniittisilla ruostumattomilla teräksillä ja ultra-lujilla hiiliteräksillä.
Vedyn liukoisuutta ja diffuusiota metastabiileissa austeniittisissa ruostumattomissa teräksissä tutkittiin termisen desorption spektroskopian (TDS) avulla. Tällä menetelmällä voidaan analysoida vedyn diffuusiota ja loukkuuntumista metalleissa käyttäen matemaattista mallinnusta.
TDS käyrissä esiintyy monimutkainen piikki kaikilla tutkituilla teräksillä. Vedyn loukkuuntumista ja desorptiota on verrattu monikomponenttisissa seoksissa ja puhtaissa metalleissa ja analysoitu kehitetyn mallin mukaan. Todettiin, että plastinen deformaatio vaikuttaa TDS piikin muotoon kaikilla tutkituilla teräksillä. Martensiitin kiderakenteen vaikutukset vedyn diffuusioon ja loukkuuntumiseen on arvioitu metastabiileissa austeniittisissa ruostumattomissa teräksissä, joissa martensiitti muodostuu plastisessa deformaatiossa.
Väitöskirjassa tutkittiin myös ultra-lujia hiiliteräksiä lujuusluokassa 1000...1400 MPa varioimalla titaani-seostusta. Tulosten perusteella todettiin, että on optimaalinen TiN(C) partikkelien määrä ja kokojakauma, jolloin teräs kestää parhaiten vetyhaurautta.Tutkittujen terästen murtopintatutkimus osoitti, että murtumismekanismi riippuu teräksen kemiallisesta koostumuksesta. Vedyn aiheuttama murtuma voi esiintyä raerajamurtumana, rakeiden läpi etenevänä murtumana tai vetyläikkinä, jotka ydintyvät epämetallista partikkeleista ja ovat aina rakeiden läpi eteneviä murtumia. Vetyläikät ydintyvät yleensä TiN(C) epämetallisista partikkeleista. TDS analyysi vahvisti, että ultra-lujissa hiiliteräksissä tärkeimpiä vedyn loukkuuntumispaikkoja ovat näiden partikkelien pinnat. Vedyn ja epämetallisten partikkeleiden vuorovaikutuksen mekanismeja arvioidaan.
Kaikki hidasvetokokeissa tutkitut ultra-lujat hiiliteräkset ovat alttiita vedyn vaikutukselle. Vakio jännityksen alaisena tehdyt kokeet osoittivat, että eri mekanismit vaikuttavat vedyn aiheuttamaan murtumiseen matalilla ja korkeilla jännityksillä kaikissa ultra-lujissa hiiliteräksissä, joissa on korkea Ti pitoisuus. Lämpökäsitellyt päästetyt ultra-lujat hiiliteräkset ovat vähemmän alttiita vetyhaurauteen kuin lämpökäsittele-mättömät sammutetut teräkset.
Julkaisun otsikon käännös | Vedyn vaikutus austeniittisiin ruostumattomiin teräksiin ja ultra-lujiin hiiliteräksiin |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-60-6205-1 |
Sähköinen ISBN | 978-952-60-6204-4 |
Tila | Julkaistu - 2015 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- vetyhauraus
- austeniittiset ruostumattomat teräkset
- ultra-lujat hiiliteräkset
- termisen desorption spektroskopia
- murtuminen
- epämetalliset partikkelit