Nanorakenteisen bainiitin muodostumisen ominaispiirteet matalassa lämpötilassa muokatuissa keskihiilisissä teräksissä

Tämä väitöskirja keskittyy uudenlaiseen teräksen mikrorakenteeseen nimeltään nanobainiitti, joka saadaan aikaan pitkäkestoisella lämpökäsittelyprosessilla alhaisissa lämpötiloissa. Nanobainiitti on erityisen kiinnostava mikrorakenne, koska se mahdollistaa erittäin korkean murtolujuuden lisäksi loistavat sitkeysominaisuudet.

Nanobainiitin onnistumiseen tarvitaan tavallisesti korkea hiilipitoisuus (≥0.6 %), joka laskee martensiitin muodostumislämpötilaa ja näin mahdollistaa bainiitin muodostumisen matalassa lämpötilassa. On kuitenkin näytetty, että nanobainiittia voidaan saada aikaan keskihiilisissä teräksissä (0.3–0.5 %) tietynlaisilla valssaus- ja/tai lämpökäsittelyprosesseilla.

Tutkimuksen tavoitteena on ymmärtää, miten tämä nanobainiitti syntyy keskihiilisessä teräksessä ja millaiset mekaaniset ominaisuudet se saa aikaan. Tutkimustulokset osoittavat, että matalan lämpötilan valssaus voi hidastaa bainiitin muodostumisen alkua, mutta nopeuttaa sen kokonaiskestoa. Lisäksi se pienentää bainiittisäleitä, mikä tekee teräksestä kovempaa ja lujempaa. Pieni osa alkuperäisestä mikrorakenteesta säilyy teräksessä ja lopputuloksena saadaan erityinen rakenne, joka koostuu bainiitista, martensiitista ja jäännösausteniitista, ja joka mahdollistaa erinomaisia mekaanisia ominaisuuksia.

Tämä tutkimus avaa uusia mahdollisuuksia kehittää ultralujia ja sitkeitä nanobainiittisia keskihiilisiä teräksiä käyttämällä innovatiivisia prosessointimenetelmiä.