Hyppää sisältöön
    • FI
    • ENG
  • FI
  • /
  • EN
OuluREPO – Oulun yliopiston julkaisuarkisto / University of Oulu repository
Näytä viite 
  •   OuluREPO etusivu
  • Oulun yliopisto
  • Avoin saatavuus
  • Näytä viite
  •   OuluREPO etusivu
  • Oulun yliopisto
  • Avoin saatavuus
  • Näytä viite
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Design, thermomechanical processing and induction hardening of a new medium-carbon steel microalloyed with niobium

Javaheri, Vahid (2019-10-22)

 
Avaa tiedosto
isbn978-952-62-2358-2.pdf (22.43Mt)
isbn978-952-62-2358-2_meta.xml (107.1Kt)
isbn978-952-62-2358-2_solr.xml (63.53Kt)
Lataukset: 


Javaheri, Vahid
University of Oulu
22.10.2019
Tämä Kohde on tekijänoikeuden ja/tai lähioikeuksien suojaama. Voit käyttää Kohdetta käyttöösi sovellettavan tekijänoikeutta ja lähioikeuksia koskevan lainsäädännön sallimilla tavoilla. Muunlaista käyttöä varten tarvitset oikeudenhaltijoiden luvan.
Näytä kaikki kuvailutiedot
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:9789526223582

Kuvaus

Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Technology and Natural Sciences of the University of Oulu for public defence in the OP auditorium (L10), Linnanmaa, on 1 November 2019, at 12 noon
Tiivistelmä

Abstract

This thesis has been made within the European Industrial Doctorate (EID) project called Mathematics and Materials Science for Steel Production and Manufacturing, abbreviated as MIMESIS, which has five partners: EFD Induction in Norway; SSAB, Outokumpu, and the University of Oulu in Finland; and Weierstrass Institute for Applied Analysis and Stochastics (WIAS) in Germany. The main aim of this work was to develop a steel composition and processing route suitable for making a slurry transportation pipeline with the aid of induction hardening, and to characterize the phase transformations and microstructures involved in the various stages of the processing route.

A novel steel chemistry was designed based on metallurgical principles assisted by computational thermodynamics and kinetics. The designed composition is a medium-carbon, low-alloy steel microalloyed with niobium, in wt.% 0.40 C, 0.20 Si, 0.25 Mn, 0.50 Mo, 0.90 Cr, and 0.012 Nb. This was subsequently cast, thermomechanically rolled on a laboratory rolling mill to two bainitic microstructures, and finally subjected to the thermal cycles predicted to be encountered with the internal induction hardening of a typical pipe geometry. The phase transformations and microstructures found at various stages of the simulated production process have been characterized and algorithms developed to enable the optimization of microstructure and hardness through the pipe wall thickness.

 

Tiivistelmä

Tämä väitöskirja on tehty osana Euroopan teollisuustohtori (European Industrial Doctorate, EID) -ohjelmaa projektissa eli Matematiikka ja materiaalitiede teräksen valmistuksessa ja käytössä (Mathematics and Materials Science for Steel Production and Manufacturing, MIMESIS). Ohjelmassa on viisi partneria: EFD Induction Norjasta; SSAB, Outokumpu ja Oulun yliopisto Suomesta; ja Weierstrass Institute for Applied Analysis and Stochastics (WIAS) Saksasta. Työn päätavoitteina oli kehittää teräksen koostumusta ja prosessointireittiä, jotka soveltuvat lietteen kuljetusputken valmistukseen induktiokarkaisun avulla, sekä karakterisoida prosessin eri vaiheiden aikana tapahtuvat faasimuutokset ja mikrorakenteet.

Uusi teräskoostumus suunniteltiin metallurgisten periaatteiden pohjalta hyödyntämällä laskennallista termodynamiikkaa ja kinetiikkaa. Suunniteltu teräs on niobilla mikroseostettu, matalaseosteinen ja keskihiilinen, eli painoprosentteina 0,40 C, 0,20 Si, 0,25 Mn, 0,50 Mo, 0,90 Cr ja 0,012 Nb. Teräs valettiin, valssattiin ja jäähdytettiin termomekaanisesti laboratoriovalssaimella kahdeksi bainiittiseksi mikrorakenteeksi ja lopulta altistettiin lämpösykleille, joiden ennustettiin olevan tyypillisiä sisäisesti induktiokarkaistulle teräsputkelle. Simuloidun tuotantoprosessin eri vaiheissa havaitut faasimuutokset ja mikrorakenteet on karakterisoitu. Sen lisäksi on kehitetty algoritmit, jotka mahdollistavat mikrorakenteen ja kovuuden optimoinnin putken seinämän paksuuden läpi.

 

Original papers

Original papers are not included in the electronic version of the dissertation.

  1. Javaheri, V., Porter, D., & Kuokkala, V.-T. (2018). Slurry erosion of steel – Review of tests, mechanisms and materials. Wear, 408–409, 248–273. https://doi.org/10.1016/j.wear.2018.05.010

    Self-archived version

  2. Javaheri, V., Nyyssönen, T., Grande, B., & Porter, D. (2018). Computational design of a novel medium-carbon, low-alloy steel microalloyed with niobium. Materials Engineering and Performance, 27, 2978–2992. https://doi.org/10.1007/s11665-018-3376-9

    Self-archived version

  3. Javaheri, V., Khodaie, N., Kaijalainen, A., & Porter, D. (2018). Effect of niobium and phase transformation temperature on the microstructure and texture of a novel 0.40% C thermomechanically processed steel. Materials Characterization, 142, 295–308. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2018.05.056

    Self-archived version

  4. Javaheri, V., Kolli, S., Grande, B., & Porter, D. (2019). Insight into the induction hardening behavior of a new 0.40% C microalloyed steel: Effects of initial microstructure and thermal cycles. Materials Characterization, 149, 165–183. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2019.01.029

    Self-archived version

  5. Javaheri, V., Pohjonen, A., Asperheim, J.I., Ivanov, D., & Porter, D. (2019). Physically based modelling, characterization and design of an induction hardening process for a new slurry pipeline steel. Materials and Design, 182, 108047. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108047

    Self-archived version

 

Osajulkaisut

Osajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon.

  1. Javaheri, V., Porter, D., & Kuokkala, V.-T. (2018). Slurry erosion of steel – Review of tests, mechanisms and materials. Wear, 408–409, 248–273. https://doi.org/10.1016/j.wear.2018.05.010

    Rinnakkaistallennettu versio

  2. Javaheri, V., Nyyssönen, T., Grande, B., & Porter, D. (2018). Computational design of a novel medium-carbon, low-alloy steel microalloyed with niobium. Materials Engineering and Performance, 27, 2978–2992. https://doi.org/10.1007/s11665-018-3376-9

    Rinnakkaistallennettu versio

  3. Javaheri, V., Khodaie, N., Kaijalainen, A., & Porter, D. (2018). Effect of niobium and phase transformation temperature on the microstructure and texture of a novel 0.40% C thermomechanically processed steel. Materials Characterization, 142, 295–308. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2018.05.056

    Rinnakkaistallennettu versio

  4. Javaheri, V., Kolli, S., Grande, B., & Porter, D. (2019). Insight into the induction hardening behavior of a new 0.40% C microalloyed steel: Effects of initial microstructure and thermal cycles. Materials Characterization, 149, 165–183. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2019.01.029

    Rinnakkaistallennettu versio

  5. Javaheri, V., Pohjonen, A., Asperheim, J.I., Ivanov, D., & Porter, D. (2019). Physically based modelling, characterization and design of an induction hardening process for a new slurry pipeline steel. Materials and Design, 182, 108047. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108047

    Rinnakkaistallennettu versio

 
Kokoelmat
  • Avoin saatavuus [38358]
oulurepo@oulu.fiOulun yliopiston kirjastoOuluCRISLaturiMuuntaja
SaavutettavuusselosteTietosuojailmoitusYlläpidon kirjautuminen
 

Selaa kokoelmaa

NimekkeetTekijätJulkaisuajatAsiasanatUusimmatSivukartta

Omat tiedot

Kirjaudu sisäänRekisteröidy
oulurepo@oulu.fiOulun yliopiston kirjastoOuluCRISLaturiMuuntaja
SaavutettavuusselosteTietosuojailmoitusYlläpidon kirjautuminen