The third-generation advanced high strength steels, AHSS, represent an opportunity for today’s steel development, where lighter materials with maintained strength and toughness are in demand. The unique properties of these materials often stem from a tailored microstructure. In the continued development of these steels, without relying on expensive alloying methods, process design in the form of precise heat treatments plays an increasingly important role. This work focuses on Medium Mn AHSS with the aim of investigating one of these heat treatments, intercritical annealing, which is essential for achieving the desired material properties. Experimental testing of annealing effects is acknowledged to be a challenging process, and this study aims to present a novel approach for these types of tests. During experimental testing of intercritical annealing, the thermomechanical testing system Gleeble 3800 is a recognized tool. The mounting technique employed in the Gleeble results in an inhomogeneous heat distribution in the samples, generating a thermal gradient. This report aims to utilize this gradient as an opportunity to test the effect of several intercritical annealing temperatures on one sample, thereby increasing the efficiency of experimental work. The method is based on data retrieved from thermocouples attached to the specimen during Gleeble trials with the intent to identify the thermal gradient. This data is combined with x-ray diffraction measurements where the retained austenite fraction is measured. Thermodynamic calculations of expected retained austenite fraction following intercritical annealing are performed parallel to experimental work. The results of this work show that it is possible to utilize the thermal gradient to retrieve extensive data regarding the effect of intercritical annealing using only one sample. The results show a distinct thermal gradient and a corresponding gradient of retained austenite fraction along the specimen. The results for retained austenite fraction at room temperature can be rationalized on the basis of computational predictions. These variations potentially arise due to the material not reaching equilibrium within the annealing timeframe. This conclusion is supported by other computational results concerning austenite composition. In summary, the present work illustrates a new approach streamlining experimental work that, with some refinements, has the potential to benefit the broader scienitific community, in addition to providing a powerful new tool for rapid technological advancement in the steel industry / Tredje generationens avancerade höghållfasta stål representerar en möjlighet för dagens stålutveckling där lättare material med bibehållen styrka och seghet efterfrågas. De unika egenskaperna hos dessa material härrör ofta frän en skräddarsydd mikrostruktur. Vid fortsatt utveckling av dessa stål är det önskvärt att minimera användningen av legeringsämnen, vilket betyder att processdesign i form av korrekta värmebehandlingar blir av stor betydelse. Detta arbete fokuserar på Medium Mn avancerade höghållfasta stål med syftet att undersöka en av dessa värmebehandlingar, interkritisk glödgning, vilken har en avgörande betydelse för att uppnå önskad prestanda. Experimentell testning av glödgningseffekter anses vara en utmanande process och avsikten med denna studie är att presentera ett nytt tillvägagångssätt för denna typ av test. Under experimentell utvärdering av glödgningseffekter används ofta det termomekaniska testsystemet Gleeble 3800. Provmonteringen i Gleeblen resulterar i en inhomogen värmefördelning i proverna vilket medför en temperaturgradient. Denna rapport syftar till att använda gradienten som en möjlighet att testa effekten av flera glödgningstemperaturer på ett enda prov och därigenom öka effektiviteten i det experimentella arbetet. Metoden grundas på data från termoelement fästa på provet under Gleebleförsök, med avsikt att identifiera den termiska gradienten. Denna data kombineras sedan med XRD-mätningar där austenitfraktion efter värmebehandling utvärderas. Termodynamiska beräkningar av förväntad austenitfraktion efter interkritisk glödgning genomförs parallellt med experimentellt arbete. Resultaten från detta arbete påvisar att den presenterade metoden är genomförbar då omfattande data gällande interkritisk glödgningseffekt grundat på endast ett prov erhålls. Resultaten visar en tydlig termisk gradient och en motsvarande gradient av austenitfraktion längs provet, vilka är i överensstämmelse med tidigare experimentella resultat för samma material. Resultaten för austenitfraktion vid rumstemperatur uppvisar betydande likheter med de termodymiska beräkningarna, med några undantag. Orsaken till dessa variationer ¨ar troligen en otillräcklig glödgningstid, vilket gör att materialet inte når jämvikt. Denna hypotes stöds av andra beräkningsresultat gällande austenitens sammansättning. Sammanfattningsvis presenterar denna rapport ett nytt tillvägagångssätt för att effektivisera experimentellt arbete, som med vissa förbättringar har potential att gynna det bredare forskarsamhället.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-333675 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Ek Jendrny, Helena |
| Publisher | KTH, Materialvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2023:487 |
Page generated in 0.0031 seconds