I en studie har doktoranden Katerina Chantziara undersökt vad som orsakar stålets utmattning och vad som får det att brytas av. Målet med forskningen är att bidra till förbättrad hållbarhet.
– Jag har studerat olika martensitiska verktygsstål och undersökt vad som händer inuti materialet när man belastar det och vad som får det att till sist brista, säger Katerina Chantziara, doktorand i fysik.
Martensitiska verktygsstål används i olika miljöer och deras struktur förbättras ständigt genom nya materialblandningar och bearbetningstekniker. Men dessa förbättringar kan också skapa nya typer av defekter, vilket gör det viktigt att förstå hur stålen påverkas av utmattning. Martensit är en särskild fas i stål som uppstår när austenit (en annan struktur i järn) kyls så snabbt att atomerna inte hinner flytta sig genom diffusion. Resultatet blir en deformerad kristallstruktur (kallas rymdcentrerad tetragonal, BCT) som ger stålet extrem hårdhet men också gör det mer sprött.
I studien undersöktes sex moderna höghållfasta verktygsstål av två huvudtyper:
- Kallarbetsstål: tillverkade med pulvermetallurgi och bearbetade genom pressning och smidning.
- Varmarbetsstål: framställda genom traditionell gjutning och smidning eller med additiv tillverkning.
– Jag jämförde stålen utifrån styrka, struktur, defekter och utmattningshållfasthet och analyserade hur sprickor uppstår och växer, säger Katerina Chantziara. Målet är att bidra med ny kunskap som kan hjälpa industrin att utveckla verktygsstål som håller bättre vid långvarig belastning.
Läs mer här: PM tool steels: microstructure, defects and Very High Cycle Fatigue
