Duplexa stål är en typ av rostfria stål vars mikrostruktur består av två olika faser till lika andel, som används för att de har en mycket bra kombination av korrosionsmotstånd och mekaniska egenskaper. En viktig process vid tillverkning av duplexa stål är släckglödgning, där stålet värms och sedan snabbkyls kontrollerat för att erhålla önskade mekaniska och korrosions-beständiga egenskaper. Felaktig kylning kan dock resultera i oönskade faser, exempelvis sigma, som försämrar stålets egenskaper.

Syftet med detta arbete är att undersöka kylningen av ett duplext stål från Alleima AB, kallat SAF2507. För att undersöka kylningshastighetens inverkan på de mekaniska egenskaperna har värmebehandlingar i en Gleeble maskin genomförts där kylhastgheten varierats. De mekaniska egenskaperna har sedan utvärderats med slagprovning och detta resulterade i ett linjärt samband mellan slagenergin och kylningshastigheten.

Vidare undersöktes det spinodala sönderfallet vid korta tider hos stålet genom isoterma behandlingar vid 475 °C med varierande hålltid i labbugn. Slagprover och hårdhetsmätningar visade att det spinodala sönderfallet har en påverkan på egenskaperna redan efter några minuter.

Analys av mikrostrukturen av det isotermt behandlade materialet visade endast mycket små skillnader mellan ett obehandlat prov och ett som hållits vid 475 °C i 20 minuter. Det spinodala sönderfallet är svårt att observera då det i så tidigt skede som detta endast är en liten skillnad i koncentration av krom i olika delar av ferriten och även med APT syntes endast en marginell skillnad.

Slutligen har en rekommendation för värmebehandling tagits fram för SAF2507. Stålet bör värmas till 1100 °C och därefter släckas inte långsammare än 50 °C/s för att undvika bildandet av sigma. Sedan bör stålet inte befinna sig vid temperaturer mellan 600-300 °C i mer än 5 minuter för att undvika påverkan från spinodalt sönderfall.

Duplex stainless steel is a type of stainless steel with a microstructure consisting of two distinct phases  in  equal  proportions.   It  is  used  because  of  its  excellent combination  of  corrosion resistance and mechanical properties.  An important process in the manufacturing of duplex stainless steel is quenching, where the steel is heated and then rapidly cooled under controlled conditions to obtain the desired mechanical and corrosion-resistant properties. Improper cooling can result in undesired phases, such as sigma, which deteriorate the steel’s properties.

The purpose of this study is to investigate the cooling of a duplex steel called SAF2507 from Alleima  AB.  To  examine  the  influence  of  cooling  rate  on  the  mechanical properties,  heat treatments were conducted using a Gleeble machine with varying cooling rates. The mechanical properties were then evaluated through impact testing, revealing a linear relationship between impact energy and cooling rate.

Furthermore,  the  spinodal  decomposition  at  short  times  was  examined  through isothermaltreatments at 475 °C with varying holding times in a laboratory furnace. Impact testing and hardness measurements demonstrated that the spinodal decomposition has an impact on the properties even after a few minutes.

Analysis of the microstructure of the isothermally treated material showed small differencesbetween an untreated sample and one held at 475 °C for 20 minutes. The spinodal decompositionis difficult to observe at such an early stage, as there is only a small difference in chromiumconcentration between different regions of the ferrite.

Finally, a heat treatment recommendation has been developed for SAF2507. The steel shouldbe heated to 1100 °C and then quenched at a rate no slower than 50 °C/s to avoid the formationof sigma. Furthermore, the steel should not be held at temperatures between 600-300°C formore than 5 minutes to prevent the effects of spinodal decomposition.