Betere kwaliteit van staal bij ultrasnelle verhitting

(06-01-2022) Eliseo Hernández Durán onderzoekt in zijn doctoraat hoe ultrasnelle verhittingen (UFH) geoptimaliseerd kunnen worden tijdens het afkoelproces zodat de kwaliteit van het staal toeneemt.

De ultrasnelle verhitting (UFH) van staal staat de laatste decennia steeds meer in de schijnwerpers. De veelbelovende ontwikkeling van ultrasnel verwarmde staalsoorten komt voort uit de korte tijd van deze warmtebehandeling door verwarmingssnelheden in de grootteorde van 1000°C/s alsook de vorming van korrelverfijnde meerfazige microstructuren na afschrikken.

De vereisten voor combinaties van sterkte, ductiliteit (koudvervormbaarheid) en vervormbaarheid nodig voor hoog impactresistente materialen kunnen echter niet worden verkregen door enkel een snelle opwarming gevolgd door directe koeling tot kamertemperatuur.

Verschillende thermische routes kunnen worden gevolgd na de UFH-stap. Dit met als doel het wijzigen van de microstructuur en het bereiken of overtreffen van de mechanische vereisten die zijn vastgelegd in standaardspecificaties.

“Voor de ontwikkeling van geavanceerde staalsoorten met hoge sterkte (AHSS) bestudeerde ik in mijn proefschrift de effectiviteit van UFH in combinatie met diverse thermische behandelingen: direct afschrikken, afschrikken en partitioneren en austemperen”, vertelt Eliseo Hernández Durán.

De verkregen resultaten suggereren dat de vorming van meerfazige microstructuren een grotere invloed heeft op de mechanische eigenschappen dan het bereikte niveau van korrelverfijning.

“Door de microstructuur te optimaliseren via een combinatie van UFH en thermische behandelingen bij lage temperatuur, werden hogesterktestalen met een uitgebalanceerde combinatie van mechanische eigenschappen geproduceerd”, legt Eliseo uit.

Meer technisch gezien, geven de resultaten van deze studie inzicht in de wisselwerking tussen austenietvorming en -transformatie, vorming van chemische heterogeniteiten, korrelverfijning en textuur tijdens de UFH-behandeling. Dit zorgt ervoor dat door het ontwerpen van innovatieve procesroutes de microstructuur en mechanische eigenschappen van de nieuwe generatie AHSS kunnen worden gecreëerd.

Het volledige doctoraat is nog niet beschikbaar omdat het onder embargo staat tot 25/10/2022.

-

Titel doctoraat: Ultrasnelle opwarming van geavanceerde hogesterktestaalsoorten

-

Contact: Eliseo Hernández Durán, Roumen Petrov

Eliseo Hernández Durán is geboren op 13 augustus 1993 in Rancagua, Chili. In 2012 schreef hij zich in aan de Universiteit van Santiago de Chile en studeerde in 2016 af met een diploma in Metallurgische techniek.

In 2014 liep hij stage bij de afdeling Kwaliteitscontrole van ME Elecmetal, een wereldwijd toonaangevend bedrijf voor slijpmedia, gevestigd in Rancagua Chili.

In 2015 voerde hij zijn ingenieursthesis uit over de warmtebehandeling van slijtvast hoogchroom gietijzer bij de afdeling Research and Development (R&D) van ME Elecmetal.

Na zijn afstuderen bleef hij werken als Procesanalist op de R&D-afdeling. Hij zette zijn opleiding op het gebied van staalmetallurgie voort, keerde terug naar de academische wereld en schreef zich opnieuw in aan de Universiteit van Santiago de Chile, waar hij begon aan een doctoraat in de materiaalwetenschappen en -techniek.

Hij ontving een PhD-beurs van het Chileense Nationale Agentschap voor Onderzoek en Ontwikkeling (ANID), en begon met de planning van zijn PhD-project over de ultrasnelle verwarming van staal onder begeleiding van Prof. Felipe Castro Cerda.

In oktober 2018 verhuisde hij naar België en begon te werken als gastpromovendus bij Prof. Roumen Petrov, in de vakgroep Elektromechanica, Systemen & Metaalengineering van de Universiteit Gent. Na 10 maanden van experimenten en karakteriseringssessies in België, ging hij terug naar Chili. Vervolgens kreeg hij een Joint PhD fellowship van AIND Chili en uiteindelijk, in oktober 2019, keerde hij terug naar België en begon een Joint PhD onder begeleiding van Prof. Roumen Petrov en Prof. Felipe Castro Cerda.

Eliseo Hernández Durán is de eerste auteur van vier A1 onderzoeksartikelen gepubliceerd in Materials Science and Engineering - A and Metals. Bovendien presenteerde hij een deel van zijn werk op internationale conferenties.

-

Redacteur: Jeroen Ongenae - Eindredactie: Ilse Vercruysse -  Illustrator: Roger Van Hecke