Arctic steels, like the API X70 steel explored in this master thesis, are developed to withstand very low temperatures, with a ductile/brittle transition temperature below −60◦C. However, during welding, brittle phases like martensite-austenite (M-A) islands may form in the heat affected zone (HAZ). In this master thesis in situ heat treatment and quenching experiments have been combined with electron backscatter diffraction (EBSD) inside a field emission scanning electron microscope in order to simulate a second weld cycle simulation. In conjunction with this a quenching device has been designed with respect to an existing hot stage.Inside the SEM, it was found difficult to recreate the characteristic microstructure of API X70 steel from a traditional second cycle thermal weld simulation. This was probably due to the slow heating rate and the excessive high temperature holding time. The developed quenching device was based on gas quenching and produced a steel sample cooling time from 600◦C to 400◦C, ∆t6/4, of approximately 6.5 seconds in every experiment. As a result of the gas quenching substantial amounts of oxide contamination, covered the sample surface following the experiments. This contamination layer produced artifacts, such as unreasonable amounts of austenite in the EBSD phase maps.Despite the quenching, islands of austenite (FCC) observed at elevated temperatures transformed into a low strain BCC structure. Some austenite islands showed a memory- effect during phase transformation, while others adapted the orientation of the surround- ing structure. No retained austenite was observed in the API X70 steel after the in situ gas quenching, probably due to insufficient cooling rates.

Det er aktuelt å bruke restaluminium fra produksjonsindustrien som råmaterialet til skrueekstrudering. Restaluminiumet inneholder forurensinger som blant annet skjæreolje. Dette arbeidet har fokusert på ulike rensemetoder av råmaterialet som skal skrueekstruderes og kvaliteten på ekstrudatene. Råmaterialet ble systematisk forurenset med en olje fra maskineringsindustrien og behandlet på fire ulike måter før ekstrudering, hhv. ubehandlet, vannrenset, acetonrenset og termisk renset. Mikrostruktur og mekaniske egenskaper ble undersøkt, og det var en klar sammenheng mellom kvalitet og innhold av olje i ekstrudatene. Høyere innhold av olje førte til økt spredning i strekkresultater, redusert bruddforlengelse, økt gassutvikling og delaminering. Termisk rensing gir et ekstrudat av høy kvalitet, som viser svært gode resultater med lav spredning i mekaniske egenskaper, høy styrke og god duktilitet.

The mechanisms in the carbothermic production of silicon have been examined in this report. Through the investigation of a pilot scale furnace as well as five small scale induction furnace experiments, a better understanding of this comlex process has been obtained. Especially the silicon producing reactions and mechanisms have been studied.Samples of all raw material as they travelled downwards in the pilot scale furnace was investigated along with samples from the induction furncace. SiO gas formed in the hot zone (2000 °C) travelled upwards and deposited as a condensate mixture of SiO2 and Si. In the pilot scale furnace this condensate went back down with raw material as the furnace was stoked or the raw materials slowly melted. The condensate decomposed as the temperatures increased; silicon accumulated and escaped from the SiO2-matrix in the condensate.A typical experiment conducted in the induction furnace had a specic power consumption of roughly 62 MWh per ton silicon produced, far more than normal industrial power consumption of 11-13 MWh per ton Si produced. Mass balance demonstrated that just over half of the silicon produced were left in the silicon pool in the bottom of the crucible. The other mere half had to end as silicon droplets in the condensate deposited in the upper portion of the crucible.The main silicon producing reaction is: SiO(g) + SiC(s) = 2Si(s,l) + CO(g), but the findings in this thesis have shown that the perspiration of silicon from the condensate is very important. A significant contribution to the total amount of silicon produced can therefore come from the following reaction: 2SiO(g) = SiO2(s,l)+ Si(s,l)Compression tests have been made on the agglomerate caused by the deposits of condensate (SiO2+Si). The compression strength varied from 115 to 396 MPa. Samples exposed to temperatures above 1670 °C had the lowest strenght, while those exposed to lower temperatures were the strongest.

Optimalization of PLD deposition of YSZ for micr-SOFC electrolyte applications by varying deposition pressure and target-substrate distance.Substrate used was Si-based chips and wafers (large area PLD), and the substrate temperature was held at 600. Dense films were obtained at 20 mTorr.

Lette våpen som håndvåpen, rifler og granater står for de fleste dødsfall i moderne konflikter, og behovet for robuste materialer til vern mot slike våpen er stort. Denne rapporten har tatt sikte på å avdekke hvilken effekt introduksjon av aluminafliser til en stålmatriks har på de ballistiske egenskapene, i hvor stor grad beskyttelsesevnen er redusert ved et skudd nummer 2 i samme flis og om treff mellom flisene vil gi redusert beskyttelse. For å avdekke dette ble det støpt inn 12 mm tykke fliser av alumina i den ferrittisk-martensittiske støpelegeringen S165M, med spalteavstander mellom flisen på 0, 3 og 10 mm. Det ble utført ballistiske tester med 7,62 mm AP og 12,7 mm AP ammunisjon, samt gjort undersøkelser av mikrostruktur og penetrasjonsområdet i etterkant av forsøkene. Ballistiske forsøk viste ingen klar forbedring av penetrasjonsmotstanden ved innstøping av aluminafliser. Årsaken til manglende forbedring skyldes i hovedsak oppsprekking av keramet under støping, grunnet termisk sjokk. Reduksjon i ballistisk grense ved skudd nummer 2 i samme flis var ca. 6 %. På grunn av manglende fylling av de 3 mm brede spaltene under støping, gav skudd i spaltene ingen klare resultater.

This paper deals with alternating current (AC) corrosion of low alloy carbon steel in 3.5 wt% NaCl electrolyte. Accelerated corrosion rates have been reported when exposed to AC and the corrosion mechanism is not well understood. Electrical heating of subsea pipelines, applied to avoid hydrate formation and waxing of multiphase hydrocarbon well streams has made this topic increasingly relevant in recent years. To study the effect of AC on corrosion rates, weight loss experiments under a wide range of experimental conditions were performed. Results show that AC strongly influence corrosion kinetics of the system studied. Once AC is applied, a drop in corrosion potential and the formation of a passive iron oxide surface layer is observed. This layer is porous and believed to be the result of a rapid surface alkalization. Pitting corrosion is observed for all applied AC densities at open circuit. Weight loss- and LPR measurements conform well and the use of this technique in the presence of AC is on this basis considered valid. Corrosion rates increase as applied level of AC is increased and an approximately linear relationship has been established between iAC and icorr.

This report deals with the effect of alternating current on cathodically protected steel. AC corrosion has become relevant in the offshore industry due to the introduction of the direct electric heating system (DEH). The principle with DEH is to prevent wax solidification inside pipelines by heating them up with alternating current. This can give rise to AC corrosion.DC current densities, AC current densities and DC potential have been measured for steel samples under cathodic protection with applied AC voltage. Weight loss measurements were done of both steel and sacrificial anode samples after the experiments. There have also been focused on the corrosion kinetics of AlZnIn by plotting polarization curves and potential measurements over time with applied AC current.The weight loss measurements have shown that carbon steel is protected against AC corrosion for AC current densities lower than 1300 A/m^{2}. All steel samples had corrosion rate lower than 0,1 mm/year up to this value. SEM investigation showed that no pitting corrosion occurred at any of the steel surfaces. The corrosion rate of AlZnIn increased with increasing AC current density up to 300 - 500 A/m^{2}. At higher AC current density, the sacrificial anodes became passive which resulted in decreased protection current and corrosion rate. Polarization curves of AlZnIn have also shown large resistance when AC is introduced which is probably due to surface coverings.Study of the surface morphology of AlZnIn have shown that more localized corrosion occurs with increasing AC current. At 500 A/m^{2} pitting corrosion occurred at the whole surface and the pits became deeper with increasing AC. This resulted in decreased efficiency of the sacrificial anode and consequently reduced DC current density and corrosion rate of the sacrificial anode.Potential and current measurements have shown that the galvanic potential of steel and AlZnIn became more electropositive with increasing AC current density. It is believed that this is due to more localized corrosion with increasing AC voltage and consequently lowering of the anode/cathode ratio. This will force the potential to more anodic values. The initial DC current density increased with increasing AC voltage for all samples but the passivation of sacrificial anode resulted in high reduction rate with time. Polarization curves of AlZnIn showed that the corrosion potential decreased and the corrosion current increased when AC was introduced. Within the samples exposed to AC there were no significant difference in corrosion potential and corrosion current. The polarization curves of all samples that were exposed to AC were characterized by high ohmic resistance which was due to hydrogen evolution and formation of corrosion products at the surface.

I denne masteroppgaven ble det syntetisert iridiumbaserte katalysatorer på en bærerstruktur for oksygenutviklingsreaksjonen i en PEM vannelektrolysør, ved hjelp av en polyolmetode. Katalysatorpulverne ble karakterisert ved hjelp av både elektrokjemiske (syklisk voltammetri, polarisasjon og impedans), og fysiske metoder (SEM, TEM, BET, EDS, and XPS). I tillegg ble det konstruert en apparatur for måling av elektronisk ledningsevne, og denne ble benyttet for å sammenlikne den elektroniske ledningsevnen til to ulike bærermaterialer, antimondopet tinnoksid (ATO) og wolframoksid (WO3).Målet for arbeidet var å studere effekten som bruk av bærermaterialer og ulike synteseforhold har på de elektrokatalytiske egenskapene til iridiumbaserte katalysatorer på bærere.Resultatene fra dette arbeidet viser at av de to valgte bærermaterialene så har ATO de mest egnede egenskapene for bruk som bærermateriale i et elektrodesystem, i det at den elektroniske ledningsevnen var mye høyere og det spesifikke overflatearealet var større enn hos WO3. Karakterisering av de syntetiserte katalysatorene på ATO viser elektrokatalytiske egenskaper som er på samme nivå som, eller bedre enn, andre katalysatorer laget til samme formål. Forandringer gjort på synteseforholdene (pH og konsentrasjon av materialer) virket ikke å ha noen effekt av betydning på verken morfologi, partikkelstørrelse eller den katalytiske aktiviteten til katalysatorene.

As the silicon content in a silicomanganese alloy increase, silicon carbide becomes the stable carbon phase. Little work is published on the formation of silicon carbide in the SiMn process. This thesis examines the formation of SiC through the reaction between slag, metal and coke. The goal of the thesis has been to determine where and how SiC is formed in the silicomanganese process. Focus has been given to formation through liquid-solid reactions.The investigation was carried out by heating metal and slag together with coke. XRD analysis of SiC formed in the process, as well as wettability testing of slag and metal toward SiC and graphite substrates were also examined. The raw materials consisted of two industrial SiMn alloys, named Metal 1 and 2 in the thesis. These had 19 and 28 wt.% Si, respectively. Two slags, Slag 1 and 2, were used in combination with the metal. SiC was found to form on the coke particle through reaction with both slag and metal. The formation was fastest through the metal phase and the effect of increasing silicon content in the metal was evident. A temperature increase from 1600 C to 1650 C resulted in less SiC formed on the coke particle surface for Metal 1, but gave more SiC at the surface of the coke particle for Metal 2. The decrease in SiC on the coke particle for Metal 1 is likely to be caused by a decreased driving force, as the coexistence point of C and SiC increases with increasing temperature. For Metal 2 the relative distance is smaller, making the effect neglectable. The formation of SiC occurs at the surface of the coke particle. The metal samples indicate that carbon diffuses through the SiC layer to react with silicon in the alloy. Formation through the slag is likely to go through the reduction of SiO2 to Si, before reacting to form SiC. The XRD analysis determined beta-SiC to be the dominant phase formed through both slag and metal. alpha-SiC was found in one of the industrial slag samples, indicating temperatures higher than 1700 C. The wettability testing showed both slag and metal to be non wetting toward the SiC substrate. All angles were stable with increasing temperatures. Both slags were found to be non wetting toward graphite. The wetting angle of Slag 2 was stable with increasing temperature. Slag 1 showed decreasing wetting angle with temperature, before an abrupt change back to an angle larger than the initial angle. The sudden change is likely to be caused by a reaction product, possibly SiC, forming between the substrate and slag.

Denne oppgaven har tatt for seg et 420 MPa HSLA stål. Stålet ble sveisesimulertfor å oppnå mikrostruktur tilsvarende grovkornet og interkritisk grovkornetHAZ. Interkritisk grovkornet HAZ ble oppnådd ved en tosyklus sveisesimuleringhvor materialet ble varmet opp til 1350 °C og avkjølt med Δτ8-5 = 15s og deretter gjenoppvarmet til 780 °C og avkjølt med Δτ 6-4 = 17s. Grovkornet HAZ ble oppnådd ved ensyklus sveisesimulering hvor materialet ble varmet opp til 1350 °C og avkjølt med Δτ 8-5 = 15s.Et eksempel på EBSD teknikken er vist ved en sammenligning av sekundærelektronbilde, fasekart og Image Quality kart. Sekundærelektronbilde og EBSD skannet er fra nøyaktig det samme område. På denne måten blir det demonstrert at EBSD teknikken er et verdifullt verktøy for å skille ulike stålfaser fra hverandre.Det ble så fortatt en grunnleggende EBSD karakterisering av de to sveisesyklusene. Fire skann med et totalareal på 150 µm x 150 µm ble gjort på hver av de to prøvene. Det ble konkludert med at den største forskjellen var øyer av restaustenitt som i gjennomsnitt utgjorde 2,45 % av det skannede område på tosyklus sveisesimulert prøve. I ensyklus sveisesimulert prøve var disse øyene så godt som fraværende.For tosyklus sveisesimulert stål ble det også gjennomført in situ strekktesting med påfølgende EBSD karakterisering ved -60 °C og romtemperatur. En spesiallaget kaldfinger ble videreutvilket for å kjøle ned prøven til -60 °C, da det ikke lykkes å nå -60 °C slik den opprinnelig var konstruert. EBSD karakterisering ble foretatt uten deformasjon og ved 1 %, 2 %, 3 % og 4 % forlengelse av stålet. En sammenligning av resultatene ved -60 °C og romtemperatur ble gjort. Det ble konkludert med at øyer av restaustenitt transformeres til martensitt som følge av plastisk deformasjon i større grad ved -60 °C enn ved romtemperatur som følge av høyere termodynamiske drivkrefter.Ved in situ undersøkelser må strekkbord og kaldfinger monteres i mikroskopet, dette fører til at det tar mye lengre tid å pumpe vakuum enn ved normale omstendigheter. Det tar 50 minutter å pumpe 2,5 x 10-6 mBar vakuum i tomt prøvekammer. Tilsvarende vakuum ved in situ undersøkelser tar over 5 timer å pumpe, grunnet større overflate inne i mikroskopet. Til slutt ble det gjennomført en sammenligning ved bruk av 1° og 2° Θ steglengde ved indisering av EBSD rådata. Indisering med 1° Θ steglengde ga 1,5% austenitt, mens 2° Θ steglengde ga kun 0,9% austenitt. Konklusjonen var at 2° Θ steglengde ikke oppdager de minste kornene på grunn av for grov omregning i Hough transformasjonen.