15 nya projekt! Innovationer och samhällsutmaningar

Utlysningen riktade sig mot samtliga sju insatsområden som pekats ut i agendan och sökte starkt motiverade FoU- eller tillämpnings-/demonstrationsprojekt.

FoU-projekt

Nya aluminiumoxidbildande stål för framtida energiproduktion med fokus på solkraft
Aluminiumoxid-bildande stål har överlägsna oxidationsegenskaper vid höga temperaturer jämfört med vanliga rostfria stål. Problemet med dagens FeCrAl-stål är att de har låg duktilitet i intervallet 400-500 °C. I ett tidigare VR-finansierat projekt har experimentlegeringar visat sig ha mycket god duktilitet och oxidationsmotstånd i det kritiska intervallet. Resultaten är väldigt övertygande då de baseras på 2 års försök i blysmälta. Detta öppnar sig nu möjligheten att vidareutveckla och optimera en helt ny stålsort, ”lågtemperatur”-FeCrAl. I ett examensarbete har det dessutom verifierats att denna stålsort är överlägsen även i smält salt avsett för termisk solenergi (CSP). 

Intelligent styrning av slaggers egenskaper för bättre miljö

Projektet avser att utveckla nya applikationer där slagg och kombinationer av slagg med andra material, i betydligt ökad utsträckning finner tillämpning inom områden där hydrauliska egenskaper eftersträvas och för vattenrening. I föreliggande projekt avses att bedriva forskning med syfte att erhålla grundläggande och tillämpad kunskap beträffande hydrauliska egenskaper hos stålverksslagg och dess mineral för att kunna bedöma deras lämplighet i nya avancerade applikationer, mekanismerna för bindning av fosfor och metaller efter det att slagger manipulerats genom hydrotermal och ytkemisk behandling samt möjligheter att modifiera slaggen så att egenskaperna förbättras.

Ingen kobolt i hårdmetall - ett materialgenomatiskt angreppssätt

Hårdmetall är ett kompositmaterial bestående av en mjuk och en hård fas, vanligen Co och WC. Huvudsyftet är att byta ut Co mot andra bindefaser för att minska negativa effekter på miljö och hälsa eftersom Co är toxiskt. Det huvudsakliga tillvägagångssättet är baserat på ett materialgenomatiskt koncept, materialdesign och ICME, Integrated Computational Materials Engineering. Syftet är att utveckla en metod för materialdesign inom hårdmetallområdet för att minska utvecklingstiden för nya hårdmetaller. Via förståelse för bindefasens roll och kontroll av ytegenskaperna och deras inverkan på tribologiska egenskaper kommer nya hårdmetaller för applikationer under termisk och mekanisk cykling att kunna utvecklas.

Studier av flödesdynamik för flexibel stränggjutningsdrift

Projektet föreslår användandet av avancerad matematisk modellering och unika experimentella utrustningar (t.ex. gjutsimulator) för testning och optimering av gjutrörsdesign för olika kokillstorlekar med avsikt att analysera deras prestanda och tillhandahålla en optimerad flödesbild.

Förstudier

Modellering av deformationens inverkan på mekaniska egenskaper

Idag används huvudsakligen empiriska modeller för att beskriva flytegenskaper och brott hos metaller. Sådana modeller kan inte beskriva vad som händer om man ändrar mikrostrukturen. De är därför bristfälliga verktyg i materialutveckling och användning. I detta projekt byggs istället modeller upp som tar hänsyn till korn och cellstruktur och bygger på hur dislokationer växelverkar med struktur och med varandra.

Undvikande av skadliga nitrider i duplexa rostfria stål 

Kväve är ett ekonomiskt och effektivt legeringsämne i moderna duplexa rostfria stål, men det finns en risk att kromnitrider kan skiljas ut. Dessa utskiljningar kan observeras i mikrostrukturen som karakteristiska mörka områden med nanometerstora partiklar i ferritfasen. Detta projekt är en experimentell, metallografisk och teoretisk utvärdering av de snabba och komplexa utskiljningsmekanismerna och kinetiken för CrN, Cr2N och sekundäraustenit. Avsikten är att motverka osäkerheter bland tillverkare och användare av dessa stålsorter och att ta fram resultat som kan användas vid framtagning av framtida riktlinjer och standarder.

Centrumdefekter och porositet i valsad och smidd stång

Långa produkter produceras genom att valsa göt eller stränggjutna billets/blooms. Det gjutna materialet innehåller normalt centrumdefekter som porositeter, slagginneslutningar och makrosegringar. Vid valsning och smide av större dimensioner kan defekter och porer från det gjutna materialet finnas kvar genom hela produktionskedjan. Denna förstudie riktar in sig på kvarvarande problem med produktionsförluster orsakade av centrumdefekter i långa produkter.

Laserytbeläggning med högentropimaterial

High entropy alloys (HEAs) constitute the most recent development of metallic materials. These alloys show unique combination of properties. However, in most cases this is shown for laboratory cast samples. In this project, the concept of HEAs is transferred from laboratory scale to potential industrial scale. The preferred route for this is powder metallurgy and the aim is to show for at least one HEA how it can be fabricated as powder and then also tailored for laser-assisted coating preparation.

Prediktering av mikrostruktur och egenskaper i svetsar av duplexa rostfria stål

Duplexa rostfria stål har sina givna applikationer där höga krav ställs på hållfasthet, korrosionsmotstånd och kostnadseffektivitet. Svetsning av duplexa stål är dock behäftat med vissa svårigheter. Befintliga rekommendationer är inte heltäckande och är inte en tillräckligt stor hjälp vid t.ex. framtagning av svetsprocedurer. Vid flersträngssvetsning med återupprepad värmning av svetsgodset är det idag svårt att prediktera vilken kvalitet svetsområdet kommer att få. Förstudien ska generera ett verktyg för att på ett enkelt sätt prediktera svetsresultatet.

Nya generationens verktyg genom additiv tillverkning

Projektets syfte är att undersöka möjligheterna att tillverka nästa generation gjutverktyg genom additiv tillverkning (AT). Svensk tillverkningsindustri är beroende av en stark svensk verktygsindustri. Vi har en unik möjlighet att skapa konkurrensfördelar gentemot den starka konkurrens som råder internationellt. AT som beskrivs som den tredje industriella revolutionen, har en enorm potential. AT används i allt större utsträckning för nischkomponenter i flyg- och medicinindustrin. Idén är att testa AT för tillverkning av pressgjutningsverktyg.

Online övervakning av mikrostrukturer under varmvalsning

Projektet ska demonstrera möjligheter att övervaka mikrostrukturer i realtid under varmvalsning. Laserultraljud (LUS) är den enda teknik som har potential att användas online i stålindustrin på varma (800°-1200°C) och rörliga ytor. Laserultraljud har under ett flertal år använts kommersiellt för väggtjockleksmätning under varmvalsning av rör vilket visar att tekniken är tillräckligt robust för att klara industriell stålverksmiljö.                               

Improved Characterization of Aluminium-based melts
Förstudien avser att förbättra och utöka existerande valideringstekniker som används inom Al produktion idag, samt att bygga en databas som kan användas som validering av framtida modeller där en komplett beskrivning av nedsmältningsprocessen tillsammans med elektromagnetisk omrörning ges.

Återanvända gjuterisand som betongballast

Projektet syftar till att skapa en resurssmart och miljödriven konkurrenskraft genom att tillvarata restsand från gjuterier och möjliggöra användning av denna i betong. Detta är ett projekt med fokus på att jordens naturliga resurser kan användas mer effektivt och där miljöbelastningen samtidigt minskar.

Pilot Materials research PhD summer school 

Syftet med detta pilotprojekt är att utvärdera förutsättningarna för en internationell sommarskola för doktorander inom metallbearbetning, med start 2015 och därefter upprepat under 2016 och 2017. Syftet är att positionera Sverige och svensk utbildning, forskning och arbetsmarknad som ett förstahandsval hos deltagarna.

Kokillmetallurgi

KTH, SMT och Ferrox samarbetar i förstudien för att studera möjligheterna att införa konceptet kokillmetallurgi vid ståltillverkning. Fokus i förstudien är att studera om stränggjutningskokillen kan användas som en metallurgisk reaktor. Inom förstudien avses att studera upplösning och reaktioner hos legeringar som tillsätts med trådmatning i kokill.