Microstructure of cut edges in Advanced High Strength Steel: Studying the impact of thermal and non-thermal cutting methods on fatigue properties
2022 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
High strength steels are becoming increasingly more present in today’s society, due to their benefits in weight loss and mechanical properties. The thermal and non-thermal cutting of these steels inherently changes these properties by influencing the surface roughness, residual stresses, and microstructure. Previous work has developed a fatigue probability model applicable for waterjet cut steel and the purpose of this study is to provide a microstructural analysis of thermally cut edges so that this model may be expanded. This is done through optical and electron microscopy and hardness measurements on four different samples. The samples had been cut using abrasive waterjet, laser, plasma and oxy-fuel. Micrographs and hardness profile were generated for each respective sample. The results showed that laser and plasma cutting generated similar phase transformations and hardness profile within the heat affected zone. Oxy-fuel cutting generated the deepest heat affected zone and also showed an area of softening. The thermal cutting methods was concluded to have a negative effect on fatigue properties, however to quantify the effect of the microstructure further research is required.
Abstract [sv]
Höghållfasta stål blir mer och mer närvarande i dagens samhälle, tack vare deras fördelar i viktminskning och mekaniska egenskaper. Termiska och icke-termiska skärmetoder av dessa stål påverkar egenskaperna genom att ändra ytfinhet, restspänningar och mikrostrukturer. Tidigare arbete har utvecklat en sannolikhetsmodell för utmattning av vattenskurna stål och syftet med detta arbete är att utföra en mikrostrukturell analys av termiskt skurna kanter så att denna modell kan expanderas. Detta görs genom optisk mikroskopi och hårdhetsmätningar av fyra olika stålprover. Proverna har skurits med hjälp av vattenjet, laser, plasma och syrgas. Fotografier och hårdhetsprofiler togs fram för varje prov. Resultaten visade att laser och plasma hade liknande fasomvandlingar och hårdhetsprofiler inom den värmepåverkade zonen. Syrgasskärning genererade djupast värmepåverkad zon och visade områden med lägre hårdhet än basmaterialet. De termiskas skärmetoderna bedömdes ha en negativ effekt på utmattning. För att kvantifiera effekten av mikrostrukturen krävs dock ytterligare studier.
Place, publisher, year, edition, pages
2022. , p. 42
Series
TRITA-ITM-EX ; 2022:239
Keywords [en]
High strength steel, Cutting methods, Fatigue, Hardness, Abrasive water jet, Laser, Plasma, Oxy-fuel
Keywords [sv]
Höghållfast stål, Skärmetoder, Utmattnign, Hårdhet, Vattenskärning, Laser, Plasma, Syrgas
National Category
Manufacturing, Surface and Joining Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-315021OAI: oai:DiVA.org:kth-315021DiVA, id: diva2:1677845
Subject / course
Materials and Process Design
Educational program
Bachelor of Science
Supervisors
Examiners
2022-06-302022-06-282022-12-21Bibliographically approved