Ny forskning kan ge bredare användning av rostfria stål med extremt goda egenskaper

nov 6, 2018 | Maskin

Duplexa rostfria stål är utmärkta val i konstruktioner med höga krav på hållfasthet, korrosionsbeständighet och låg vikt. Trots sina fördelar används de bara i begränsad omfattning eftersom de är mer komplicerade att svetsa än traditionella rostfria motsvarigheter. Men lösningar som kan få stor betydelse är på väg. De har presenterats i en avhandling av doktoranden Vahid Hosseini på Högskolan Väst.

Duplexa rostfria stål fungerar mycket bra i miljöer med extrema materialpåfrestningar. Fördelarna har gjort att olje-, gas- och kemisk industri använder sådana stålkvaliteter sedan årtionden tillbaka. Tankar, pipelines och viktkänsliga stålkonstruktioner på oljeplattformar är bara några exempel på applikationsområden. I andra branscher är utbredningen av duplexa stål väsentligt mindre. Det som bromsar utvecklingen är tekniska svårigheter vid svetsning i super duplex rostfria stål.
Vill lösa svetsningsproblem
Felaktig svetsning kan leda till att alla de avgörande goda egenskaperna i duplexa rostfria stål bokstavligt talat går upp i rök.
– Mitt forskningsprojekt handlar om att hitta lösningar på de problemen, säger Vahid Hosseini. Vi ska utveckla, dokumentera och sammanställa kunskaper i digitalt format så att de blir tillgängliga och praktiskt användbara. Detta öppnar vägen för att svetsingenjörer ska kunna designa felfria svetsar.
Bred metallurgisk kompetens
För Vahid passar projektet perfekt. Han är född och uppvuxen i Teheran.
– Det var också där som jag studerade materialteknik på universitetet. Under mina magisterstudier på Sharif University of Technology, arbetade jag parallellt på ett kraftbolag som producerar el med hjälp av gasturbiner. Efter det var jag anställd i ett år på ett stålproduktionsföretag.
Han har med andra ord byggt upp bred metallurgisk kompetens, både teoretisk och praktisk, som han har stor nytta av nu.
– Tillsammans med företag och forskningsinstitutet Swerea Kimab, utvecklar vi mjukvara där svetsoperatörer kan mata in värden för den svetsning som ska göras, förklarar Vahid. Utifrån de uppgifterna kan vi leverera en optimerad och finmaskig vägledning om hur svetsen ska läggas för att de goda materialegenskaperna ska förbli oförändrade.
Arbetet med att utveckla mjukvaran ska vara klart under senare delen av 2019 (DUWELTOOL projekt).
En ny testmetod
Medan Vahid Hosseini arbetade med sitt forskningsprojekt fick han en ny idé.
– Svetsning kan påverka mikrostrukturen och egenskaperna i metallegeringar, förklarar han. Det gör att egenskaper i legeringar, som till exempel duplexa stål, kan förändras på många olika sätt.
För att studera sådana förändringar i mikrostrukturen värmer man idag upp metallprover i ugnar till olika temperaturer under olika tider. Detta är tidsödande och kräver mycket manuellt mätarbete.
Alla temperaturer i samma prov
– Med min metod utsätts varje provbit för en spännvidd av temperaturer. Ena sidan av provet placeras under svetsbågen, medan den andra sidan håller konstant temperatur med hjälp av ett vattenbad.
Varje specifik provtid ger ett komplett spektrum av temperaturer. För varje temperatur går det att studera hur mikrostrukturerna har förändrats. Ett enda prov med den nya metoden kan motsvara upp till 30 prover med den gamla.
Mätutrustning i mångmiljonklassen kan göra ungefär samma sak, men Vahids testmetod kostar bara ett par tusen kronor. Den kommer även mindre företag att kunna använda.
– Metoden kan användas för studier av mikrostrukturer i alla metaller och vid additiv tillverkning.
Stort intresse från industrin
Industrin följer båda delarna av Vahis Hosseinis arbete med stort intresse.
– Jag ser det här forskningsprojektet som ett lyckat exempel på samarbete mellan forskningsinstitut, industri och akademi, säger Ravi Vishnu som är svetsningsspecialist på Avesta Research Center, en av ståltillverkaren Outokumpus tre forskningsenheter.
Peter Stenvall som är specialist i svetsmetallurgi hos ståltillverkaren Sandvik konstaterar:
– Att i detalj förstå hur mikrostrukturer utvecklas är oerhört värdefullt för oss inom industrin. Inget enskilt företag har resurser och kompetens att på egen hand genomföra ett forskningsprojekt av den här storleken, men samarbete har gjort det möjligt.
Till avhandlingen: Super duplex stainless steels: Microstructure and propertiesof physically simulated base and weld metal 
Text och foto: Ulf Axelson

sandvik

ABUS utvidgar radiostyrningsprogrammet ABURemote

ABUS utvidgar nu sitt utbud för ABURemote, till att omfatta även version för lyft/sänk med tväråk. Denna version används på telfrar med 2 rörelser t ex kättingtelfer...

Digital handbok med råd ska förbättra konkurrenskraften hos svensk tillverkningsindustri

Nu har en digital handbok lanserats, fylld med tips och råd för huvudfabriker (core plants) i syfte att förbättra svensk tillverkningsindustris konkurrenskraft och...

Utmaningar tacklas med kompetens och erfarenhet

Artikel Aktuell Produktion Nummer 2/2021. Gabriella Mellergårdh Avancerade fräsjobb, komplexa fixturer och mätuppdrag är vardag hos APM i Värnamo. Liksom de flesta...

Nytt svenskt patent för en revolutionerande innovation.

I januari 2021 sökte Modig Machine Tool AB ett nytt globalt patent för världens första inverterade maskinverktyg som kommer att revolutionera maskinbearbetningen i flyg...

Triton Valsteknik investerar efter ökad efterfrågan

Triton Valsteknik i Grums bygger ut, investerar i ny maskinpark och anställer.  - Vi har varit tvungna att investera för att klara av att leverera, säger Pär...

Innovationer inom produktionsteknik vid virtuellt branschevenemang

Okuma Europe GmbH kommer att visa att det fortfarande är möjligt att få en intressant inblick i automatiserad produktionsteknik under pandemiska förhållanden från 23...

Energikonvertering kan spara miljarder

Ny forskning från Siemens Financial Services (SFS) uppskattar kostnaden för att nå officiellt uppsatta mål för fastigheters energikonvertering till år 2040 i fem...

Lisjö Produktion investerar i nya maskiner

”De nya Okuma-maskinerna kommer att passa som handen i handsken för kommande utmaningar”, säger Thomas och Robert Englund, ägare till Lisjö Produktion AB.  Sedan...

Ny bäddfräs

Carlstad Machinetools levererar ännu en Correa Bäddfräs. Denna gång är det till ett företag i närheten. Wermlands Industriplåt (WIPAB) ligger bara 20 minuter från deras...

Bonthron & Ewing utökar sortimentet

Bonthron & Ewing har sedan 1 januari 2021 fått rättigheten att sälja hela produktprogrammet från WTO. WTO är en av de ledande aktörerna i världen inom utveckling...

Investeringar var ett lyft för Grantek

Robotautomation är en lönsam investering för både små och stora företag. För Grantek öppnar det nya möjligheter att leverera specialdetaljer till industrin. För det sju...

Både trådgnist och fräsmaskin till företag i Dalstorp

Lideco har sedan starten 1985 levererat verktygskomponenter och kompetens till den plåtformande industrin i Sverige. I varje verktyg finns delar som måste vara...

Två underhängda EDL-traverser

2020 levererade Carlhag två underhängda 2-tonstraverser av typen ABUS EDL till Zapp Precision Metals i Sandviken, f.d. Sandvik Wire. De nya...

Omfattande samarbetsprojekt hos Rotor i Saltsjö-Boo

När Svenska Rotor Maskiner i början av förra året flyttade till nya lokaler i Saltsjö-Boo ersattes den gamla lyft-utrustningen med traverser och svängkranar från ABUS...

Ny svarvserie

Hyundai-Wia har utvecklat en helt ny modellserie CNC-svarvar, SE2200-modellerna. Lichron har redan svarvar på väg hem till utställningshallarna och den första modellen...

En kran blev två hos Skoogs Mekaniska i Gävle

Carlhag har under året levererat två traverskranar till Skoogs Mekaniska Verkstad i Gävle.– Det är inte ofta vi investerar i nya kranar och för första gången blev...

Införskaffar 4-tonstravers till serviceverkstaden i Gävle

Toyota Material Handlings serviceverkstad huserade tidigare i samma industriområde i Gävle som Carlhag. När man flyttade till en ny lokal som saknade...

Nytt utbildningskoncept från svensk metallindustri

För att möta industrins stora behov av kompetens så har metallbranschen nu tagit fram ett helt nytt koncept för sitt utbildningsmaterial. METALLKOMPETENS är ett nytt...

Flygmotorindustrin kan öka produktiviteten

Inom flygmotorindustrin finns ett stort intresse för nya alternativa tillverkningstekniker. En stark drivkraft är att kunna producera komponenter i superlegeringen 718...

Förstärker sin säljorganisation

Damaskus Maskinskydd växer och blir än starkare och erfaret på säljsidan. Förstärkningen heter Thomas Ljungberg som med gedigen och flerårig erfarenhet från säljarbete...

Maskinbetjäning

Robotar

Tillbehör