Nanomekanisk prøving av stål: Er mindre alltid sterkere?

• Main Author: Haugen, Veronica Gausel
• Other Authors: Thaulow, Christian, Akselsen, Odd Magne, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi, Institutt for produktutvikling og materialer
• Format: Master Thesis
• Language: Norwegian
• Published: Institutt for produktutvikling og materialer 2012
• Subjects: ntnudaim:7039; MIPROD Produktutvikling og produksjon; Produktutvikling og materialer; Arctic; Korn; Arktis*; Prøven
• Online Access: http://hdl.handle.net/11250/241608

Gjennom dette arbeidet, er nanomekaniske kompresjonsegenskaper undersøkt for tre forskjellige materialer: To stål legeringer og et renjern. Pillarer av varierende størrelse, fra diameter 100nm til 2um, er fabrikkert ved bruk av FIB (Focused Ion Beam) i NTNU nanolab, etterfulgt av kompresjonstesting. Hvorvidt størrelsen til pilarene påvirker de mekaniske egenskapene, er gjennomgående undersøkt for alle tre materialene, med spesielt hovedvekt på en-krystall renjern. «Small is stronger» er et velkjent utsagn i micro skala verden, og er diskutert videre her for hvert materiale. F70 er en arktisk multifase ståltype, hvorpå lokale egenskaper i korngrense og matrix er undersøkt. Lokale soner i dette stålet er korngrenser bestående av MA-partikler (Martensitt og rest-Austenitt) og matriksen som består av fraksjoner av bainitt, martensitt, feritt og rest-austenitt. Stålet er varmebehandlet i to sykluser for å simulere ICCGHAZ i sveisesoner, hvorpå avkjølingshastigheten i temperatureintervallet fra T=800 - 500°C er satt til 5 sekund for en prøve, og 10 sekund for en annen prøve. Avkjølingshastigheten avgjører således de bruddmekaniske egenskapene, som er undersøkt ved nanomekanisk kompresjons testing. Pilar størrelsen er 250nm, 450nm og 1um. Resultatet indikerer at 5 sekunds prøven utviser høyere styrke og seighet. Størrelseseffekten er ikke fremtredende før en kritisk pilar diameter på 250nm er nådd. Dette stålet er undersøkt som en del av prosjektet Arctic Materials Group på SINTEF.Et to-fase stål bestående av martensitt korn i en matriks av feritt er undersøkt som en del av EU-prosjektet ved NTNU. To forskjellige prøver er undersøkt, hvorpå forskjellen skyldes legeringsinnhold av 0.05wt% Nb i den ene prøven, og ingenting i den andre. Legeringselementet øker både duktile egenskaper og styrken, på grunn av finfordelte utfellinger av karbider og redusering av kornvekst. Single-slip orienteringen (5 2 11) i feritt fasen er i hovedfokus, men martensitt fasen er også undersøkt. Fra resultatene kan det konkluderes med at ...