This research extended the knowledge of the solid phase transformation and the resulting influence on impact toughness and pitting corrosion resistance in super austenitic stainless steel (SASS) SANICRO® 35. A time-temperature-transformation diagram (TTT diagram) was assembled by performing isothermal heat treatments in the temperature range of 650-1050 °C for different periods of time, ranging from 5 min to 500 min. Microstructural analysis via LOM-DIC, SEM-EDS shows that the nose temperature of dominating σ phase is located in between 900-950 °C. Minor nitrides including π phase and Cr2N with the nose temperature of 900 °C and 850 °C, respectively, were detected after prolonged heat treatment times. Area fraction of precipitates was calculated by analyzing micrographic images in the software ImageJ. Charpy impact tests indicate that the impact toughness degrades with increasing area fraction of precipitates but at a higher rate at the early stage of precipitation. Despite a much-lessened area fraction, fine precipitates decorating the grain boundaries in a continuous pattern impose significant negative effect on impact toughness. Pitting corrosion resistance was indicated by critical pitting temperature (CPT) as per ASTM G150mod (3M MgCl2). Pitting corrosion resistance deteriorated with increasing amount of σ phase due to the Cr- and Mo-depleted surrounding area, but it is more dependent on the distribution pattern of precipitates, as well as the secondary phase type. The lowest CPTs were measured after heat treatment for 500 min at 800 °C and 850 °C where nitrides including Cr2N and π phase were formed and the small precipitates were distributed on grain boundaries continuously. Auxiliary simulation of TTT diagram via TC PRISMA shows drastic variation from experimental results in regard of time scale. The enhancement pre-factor for the interfacial mobility and interfacial energy can be modified to approach the experimental results. / Detta arbete utfördes för att undersöka fasomvandlingar och dess inflytande på slagsegheten och gropfrätningsmotståndet för det superaustenitiska rostfria stålet (SASS) SANICRO® 35. Ett tid-temperatur-transformationsdiagram (TTT-diagram) har tagits fram genom att utföra isotermiska värmebehandlingar mellan 650-1050 °C med olika hålltider från 5-500 minuter. Mikrostrukturanalys genom LOM-DIC, SEM-EDS undersökning visar att nosen för den dominerande σ-fasen ligger mellan 900-950 °C. Mindre nitrider, som π-fas och Cr2N, med nosarna vid 900 °C respektive 850 °C observerades vid längre hålltider. Areafraktionen av utskiljningar beräknades genom analys av mikrobilder med programmet ImageJ. Slagprovning visade att slagsegheten minskar med ökande fraktion utskiljningar men med en tydligare försämring i början av fastransformationen. Trots att de utgör en betydligt mindre areafraktion så kan mindre utskiljningar som följer korngränserna också påverka materialet signifikant negativt. Gropfrätningsmotståndet testades genom att mäta Critical Pitting Temperature (CPT) enligt ASTM G150mod (3M MgCl2). CPT minskade med ökande andel σ-fas p.g.a. den Cr- och Mo-utarmade zon som omger de utskilda partiklarna. Det finns även en stark koppling mellan lägre CPT och distributionen av utskiljningarna samt andra typer av faser. Lägst CPT uppmättes efter 500 minuter vid 800 °C och 850 °C då små nitrider inklusive Cr2N och π-fas bildats längs med stora delar av korngränserna. Simulering av TTT-diagram i TC PRISMA visade en drastisk skillnad i tiden till utskiljning/mängden utskiljningar jämfört med de experimentella resultaten. Diffusionförstärkningsfaktorn (eng. “mobility enhancement pre-factor”) och ytenergin kan minskas för att bättre överensstämma med de experimentella resultaten.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-315306 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Li, Shunyi |
| Publisher | KTH, Materialvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2022:429 |
Page generated in 0.002 seconds