Projektinitiativ inom: Materialegenskapsförändring / mikrostrukturmodifiering

Projektinitiativpresentationer från programkonferensen Metalliska material 2017. Använd pilarna för att bläddra i spellistan.

Projektinitiativ #7: Medium-to-high entropy iron/chromium-based alloys

According to thermodynamics rules, increasing the entropy of mixing in alloys and thus minimizing the total free Gibbs energy of an alloy is the key to stabilize the microstructure, hence the overall mechanical/physical/chemical properties at cryogenic/elevated temperatures. This concept has been used in defining new advanced type of alloys, named as high entropy alloys (HEAs). By definition, HEAs, that are also called multi-component alloys, contain five or more principal alloying elements in equiatomic or near equiatomic proportions. Such an alloy design could lead to outstanding and unique mechanical, physical and chemical properties at harsh conditions such as cryogenic and high temperature applications.

Projektinitiativ #26: An integrated material processing and microstructure model for complex phase steels

The aim is to develop a robust computational tool for predicting microstructure and final properties as well as optimizing process parameter and alloy design in multi-step processing or multi-pass rolling of complex phase steels. This could be achieved through the development of an integrated material processing and microstructure model based on FEM and CALPHAD method. Finally, an industry oriented software that enables to calculate temperature, strain, strain rate, stress, recovery, recrystallization, precipitation and phase transformation in material processing is expected to be delivered to Swedish Steel Companies.

Projektinitiativ #33: Indirekt elektromagnetisk monitorering av mikrostrukturen hos stål

Mikrostrukturen hos stål mäts normalt efter något kritiskt process-steg i förädlingskedjan. Mätmetoderna, typiskt mikroskopering av etsade provbitar, mikrohårdhetsmätning, etc, är tidskrävande och kan därför inte användas för realtids processkontroll, utan används mer för efterföljande kvalitetskontroll. Antag att det var möjligt med en enkel elektrisk spole, i realtid, fastställa mikrostrukturen hos stål. Detta möjliggörs genom att olika materialstrukturer hos stål uppvisar olika magnetisk permeabilitet och elektrisk resistivitet, vilka kan detekteras elektromagnetiskt.

Projektinitiativ #51: Värmebehandlingsbara Al- och Mg-legeringar för pressgjutning

Forskning har visat att bl a den termiska konduktiviteten kan ökas med hjälp av värmebehandling. Värmebehandling av pressgjutgods utförs traditionellt inte pga. risk för blåsbildning som orsakas av porinneslutna gaser. Det finns dock modifierad värmebehandling som tidigare undersökts med viss framgång. Syftet med projektet är att undersöka hur mycket den termiska konduktiviteten kan ökas med hjälp av värmebehandling och hur olika legeringsämnen påverkar detta. Samtidigt undersöker vi hur andra egenskaper, te x hårdhet, kan bibehållas eller förbättras vid värmebehandling då dessa är av vikt om skruvförband ska fästas i komponenten.

Projektinitiativ #59: 3D analysis of component performance

The increasing demand for high performance cast iron components in applications e.g. requiring increased combustion pressures to safeguard reduced emissions in combustion engines, gives rise to increased thermal and mechanical loads. High performance components are realized by an improved understanding of the active damage and deformation mechanisms.

Projektinitiativ #61: State-of-the-art modeling tool to study precipitation of intermetallic phases in stainless steels

The importance of steel industry in the prosperity of Swedish economy cannot be overemphasized. For the high performance stainless steel, the Swedish steel companies are world leaders in their respective product areas with a share of almost 60% of world´s duplex stainless steel production. However, in order to maintain its global ranking and to ensure the top-notch quality of its niche products, which are already being copied worldwide, the stainless steel industries need to continue develop its products at an ever faster pace.

Projektinitiativ #62: Niob i Gjutjärn

Syftet med projektet är att undersöka hur materialegenskaperna i högkiselsegjärn och SiMo-legeringar kan förbättras genom att tillsätta niob (Nb) i form av ferro-niobium. Målet är att visa hur egenskaper och mikrostruktur påverkas i dessa material då niob tillsätts som legeringselement. Niobium används idag i vissa gjutjärnslegeringar, främst gråjärn och segjärn, för att bland annat höja hållfastheten och nötningsbeständigheten. I det föreslagna projektet undersöks hur niob kan användas för att ytterligare förbättra egenskaperna i två varianter av segjärn, högkiselsegjärn och SiMo.

Projektinitiativ #71: New means to predict the benefits of clean steels in heavily loaded components

Steel manufacturers need to provide reliable fatigue data about their products in order to enable the use of ultra-clean steels in heavily loaded components. The strength demands on heavily loaded components are continuously increasing. There is a strong need to transfer higher loads and/or reduce weights. New solutions are required. Today’s component designs are demanding more from the materials than they used to. The next generation of components will require new better steels than those used today. The proposed approach is to use a combination of modelling and experiments.

Projektinitiativ #84: Restspänningsmätning på stålprodukter genom kombination av elektromagnetisk teknik och ultraljud

Förekomsten av restspänningar i metalliska material ger problem dels vid produktion men även hos kunden t ex vid uppklippning då restspänningarna ger upphov till en geometrisk deformation. Restspänningar kan mätas på flera sätt. Det mest etablerade är hålborrningsmetoden där man studerar hur ett antal ytliga borrhål deformeras i olika riktningar, en sk förstörande provning.I dag finns även icke-förstörande utrustning tillgänglig där olika elektromagnetiska mätningar kombineras, t ex mätning av permeabilitet och Barkhausenbrus. Vilken mätvariabel som passar bäst varierar med stålanalys och produkt. En sådan utrustning finns tillgänglig på Swerea MEFOS och flera försök har genomförts hos olika ståltillverkare. På marknaden finns nu även nya mätare tillgängliga som genererar och mäter ytvågor med hjälp av ultraljud. Om dessa utrustningar kombineras kan respektive utrustnings tillkortakommanden kompenseras för och man kan förvänta sig en praktiskt användbar utrustning för icke-förstörande mätning. Projektet omfattar inköp av en ultraljudsbaserad mätare och försök hos ståltillverkarna.

Projektinitiativ #97: Computational assessment of high performance low cost hybrid alloy gear manufacturing

To minimize material cost without sacrificing performance, novel manufacturing routes may be used to produce hybrid gears, where the high-alloy steel is used only in the teeth, and the core is replaced with a lower cost and/or lower density material. This can be performed by spray forming or additive manufacturing of the high performance steel onto the low cost substrate, or through a conventional powder manufacturing route. The high temperature thermal stability of the secondary hardening steels may also enable casting or semisolid injection of the core alloy into a Ferrium gear web. For either such hybrid components, alloy compatibility in the manufacturing process is key. Exploring these options comput ationally allows screening suitable candidate alloys and processes. CALPHAD-based modeling of phase stability, solidification, crack susceptibility and diffusion bonding can be performed using existing databases and ICME models. Top-candidate systems can then be prototyped for model validation and proof-of-concept, with the ultimate goal of creating a new class of high performance low cost gears.

Projektinitiativ #99: En ny manganlegering för aluminium

Detta projektinitiativ handlar om en ny legering för mangan, en försmält legering av aluminium och mangan. Projektet ska utreda förutsättningarna att framställa en ny manganlegering med förbättrad och snabbare inlösning. Framställningen av den nya levereringen är baserad på sekundära råvaror. De sekundära råvarorna som kan vara aktuella är så kallad dross, anodslam från basmetallindustrin och/eller upparbetad batterimassa från återvunna alkalibatterier.

Projektinitiativ #104: Assessing the credibility of Integrated Computational Materials Engineering models for robust design of metal products

In this proposal, we would like to develop uncertainty quantification and validation methods for ICME applications targeting metallic materials. The proposal aims at formulating a strategy to secure the quality-control of computational models throughout the entire virtual development chain, from the design of an end-product based on high-level requirements to the computational screening of alternative material structures. The project would address the robustness against variation, parameter sensitivity and predictive capability of single models developed to quantify specific physical properties as well as the propagation and possible loss of information across the whole range of relevant length and time scales. Standardization of materials modelling terminology and metadata (in line, for example, with the discussion recently started at the European Committee for Standardization) and quality-assurance in simulation data management are also within the scope of the proposal.

Projektinitiativ #110: Local evaluation of residual stresses in cast components

To be able to measure very localised macroscopic or microscopic stress states the FIB-SEM might be utilised. With the FIB-SEM small shallow holes could be machined and with similar procedure as in conventional hole drilling the displacements from removing stressed material could help interpreting the residual stress state. This could be done to measure very shallow stress profiles on component surfaces or to measure the stress state in single grains. The interpretation of the displacements is complex and needs expertise from mechanical modelling.

Projektinitiativ #113: Detektering och karakterisering av defekter i icke-järn baserade metaller

Ett högautomatiserat system för detektering och karakterisering av spricklika defekter samt inneslutningar i till exempel stränggjuten mässing och aluminium-göt är tänkt att kunna bidra till att på ett ekonomiskt hållbart sätt: minska materialkassaktionen samt sänka energiförbrukningen vid tillverkningen; erbjuda produkter med ännu högre och jämnare kvalité. I projektet undersöks med hjälp av experiment och analysalgoritmutveckling möjligheten att använda kontaktlöst ultraljud, laserultraljud och EMAT (Electromagnetic Acoustic Transducer), för ett sådant mätsystem.