kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Characterisation of Non-metallic Inclusions in Special Steels using Electrolytic Extraction
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Materials Science and Engineering.
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

When producing high strength special steels strict requirements are in place to assure the quality of the final product, both in terms of harmful elements and  the  content  of  non-metallic  inclusions  (NMI).  Achieving  cleanliness  is a  gradual  process  where all  the  steps  of  the  production  process  are  inter- connected, meaning that it is crucial to know the influence of each step in order to assure the contents of the final product.  The purpose of this thesis was to investigate the presence of non-metallic inclusions in wear plate steel, produced through two different process routes, one with an added round of Ca treatment and vacuum treatment.

The  investigations  were  performed  using  electrolytic  extraction  of  in- clusions  followed  by  analysis  with  a  scanning  electron  microscope  (SEM). Backscattered electrons (BSE) were used for imaging and morphology anal- ysis and composition analysis was performed using energy dispersive spec- troscopy (EDS). Four different types of inclusions were found in the samples, whereof only one type is present in liquid steel.  It was found that the ini- tial Ca treatment stabilised the composition for the vacuum treated samples, while the sizes of the inclusions found in these samples were scattered.  The reverse was observed in the reference samples, where compositions were scat- tered but a mode value could be found for inclusion size at around 2.5 µm. Inclusions in the reference samples were found to have an average composi- tion lying outside the desired liquid region, not achieving full modification of harmful inclusions, while only modified inclusions could be found in vacuum treated samples. Additionally, around 70% of the analysed inclusions in the vacuum treated samples could be found in the liquid region.

It was also found that the use of an electrolytic extraction method was appropriate for the investigated steel grade, while highlighting the need for some parameter adjustments to be made for future investigations in order to extract a sufficient number of inclusions.

Abstract [sv]

Vid tillverkning av höghållfasta specialstål ställs stränga krav för att säkerställa kvaliteten på slutprodukten, både vad gäller skadliga element och innehållet av  icke-metalliska  inneslutningar  (NMI).  Att  uppnå  renlighet  är  en  gradvis  process  där alla  steg  i  produktionsprocessen  är  sammankopplade,  vilket innebär  att  det  är avgörande  att  känna  till  varje  stegs  inverkan  för  att säkerställa innehållet i slutprodukten.  Syftet med detta examensarbete var att  undersöka  förekomsten  av icke-metalliska  inneslutningar  i  slitplåtsstål, producerade genom två olika processvägar, en med en extra omgång av Ca- behandling och vakuumbehandling.

Undersökningarna  utfördes  med  hjälp  av  elektrolytisk  extraktion  av  inneslutningar  följt  av  analys  med  ett  svepelektronmikroskop  (SEM).  Tillbakaspridda  elektroner  (BSE)  användes  för  avbildning  och  morfologianalys och sammansättningsanalys utfördes med användning av energidispergerande spektroskopi (EDS). Fyra olika typer av inneslutningar hittades i proverna, varav  endast  en  typ  förekommer  i  flytande stål.    Det  visade  sig  att  den initiala  Ca-behandlingen  stabiliserade sammansättningen  för  de  vakuumbehandlade proverna, medan storleken på inneslutningarna som hittades i dessa prover var spridda.  Det omvända observerades i referensproverna, där sammansättningarna  var  spridda  men  ett  modvärde  kunde hittas  för  inneslutningsstorleken  på  cirka  2,5  µm. Inneslutningar  i referensproverna visade sig  ha  en  genomsnittlig  sammansättning  som  låg  utanför  den  önskade flytande  regionen,  där  fullständig  modifiering  av  skadliga inneslutningar  inte uppnåtts, medan endast modifierade inneslutningar kunde hittas i vakuumbehandlade prover.  Dessutom kunde cirka 70% av de analyserade inneslutningarna i de vakuumbehandlade proverna hittas i den flytande regionen.

Det visade sig också att användningen av en elektrolytisk extraktionsmetod var lämplig för den undersökta stålsorten, samtidigt som behovet av att göra vissa parameterjusteringar inför framtida undersökningar framhölls, för att kunna extrahera en tillräcklig mängd inneslutningar.

Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 45
Series
TRITA-ITM-EX ; 2024:20
Keywords [en]
Non-metallic inclusions, electrolytic extraction, SEM
Keywords [sv]
Icke-metalliska inneslutningar, elektrolytisk extraktion, SEM
National Category
Metallurgy and Metallic Materials
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-344537OAI: oai:DiVA.org:kth-344537DiVA, id: diva2:1845423
External cooperation
SSAB Oxelösund
Subject / course
Materials and Process Design
Educational program
Master of Science in Engineering - Materials Design and Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2024-03-19 Created: 2024-03-19 Last updated: 2024-03-19Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(12325 kB)535 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 12325 kBChecksum SHA-512
06dc9348ec28faa6652a08eaedbe0c7c720a6e37b4a377cbfe75f1a2cbc0929ea5d24c2428094070f05dfcc54e68342c2e98cbb631912e491fd3547be6a68c2e
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Materials Science and Engineering
Metallurgy and Metallic Materials

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 535 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 305 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf