Etikettarkiv: Sandvik

Ökar materialförståelsen för nickelbaslegeringar

Jinshan Pan, Josefin Eidhagen, och Anna Delblanc. Foto: Gonzalo Irigoyen
Jinshan Pan, Josefin Eidhagen, och Anna Delblanc. Foto: Gonzalo Irigoyen

Avancerade nickelbaslegeringar har utmärkta mekaniska egenskaper och korrosionsbeständighet. Men detaljerad kunskap saknas om passivfilmen och dess nedbrytning. Ett industriellt doktorandprojekt vid KTH och Sandvik Materials Technology, i samarbete med Lunds universitet, strävar efter att kartlägga mekanismerna som styr nickelbaslegeringarnas korrosionsegenskaper.

Nickelbaslegeringar bildar spontant en tunn passivfilm på ytan, vilket förhindrar snabb korrosion i aggressiva miljöer. Ibland kan filmen brytas ned och korrosionsinitiering inträffa, vilket kan leda till ekonomiska och miljömässiga katastrofer.
Just nu genomförs ett industriellt doktorandprojeakt i samarbete mellan Avdelningen för yt- och korrosionsvetenskap vid KTH, Sandvik Materials Technology och Lunds universitet. Målet med projektet är att få en grundläggande förståelse för den dynamiska karaktären och stabiliteten hos passivfilm på nickelbaslegeringar med högt innehåll av krom och molybden. Detta med hjälp av kombinerade elektrokemiska och yt-analyser in situ. Till sin hjälp har forskarna synkrotrontekniker i världsklass.

Korrosionsmekanismer
Sandvik tillverkar högpresterande material och har en lång tradition av att samarbeta med KTH. Företaget utvecklar kontinuerligt nya legeringar som är specialiserade gentemot olika användningsområden. Ofta ställs höga krav på legeringarnas korrosionsegenskaper, vilket gör att forskarna behöver ligga i framkant i sin forskning.
– I vår forskning har vi upptäckt att nickellegeringar beter sig annorlunda jämfört med andra legeringar när det gäller just korrosion. I det här doktorandprojektet får jag möjlighet att fördjupa mig i korrosionsmekanismer, vilket är mycket intressant, säger Josefin Eidhagen, forskningsingenjör på Sandvik Materials Technology och doktorand i projektet.
Anna Delblanc, forskare och kemist på Sandvik Materials Technology, ser att det fortsatt finns mycket att undersöka i projektet, som beviljats finansiering från SSF.
– Även om vi vet vad som sker i samband med korrosionsprocessen så har vi ännu inte kartlagt de mekanismer som styr händelseförloppet. Det hoppas vi kunna få klarhet i via det här doktorandprojektet, säger hon.
Jinshan Pan är professor på Avdelningen för yt- och korrosionsvetenskap på KTH. Enligt honom kommer ökad kunskap om hur nickelbaslegeringar korroderar och bryts ned, och hur deras ytkemiska sammansättning påverkar detta, öppna nya vägar för legeringsutveckling.
– Korrosionsprocessen innehåller ofta kemiska och elektrokemiska reaktioner på ytan, men det är svårt att separera effekten av dessa reaktioner. I det här projektet kan vi analysera nickellegeringarnas ytor med avancerade synkrotrontekniker – samtidigt som vi accelererar förhållandena. Exempelvis genom att göra lösningen mer korrosiv och oxiderande på olika sätt, säger Jinshan Pan.

KTH – Nickel och korrosion

Ett industriellt doktorandprojekt vid KTH och Sandvik Materials Technology, i samarbete med Lunds universitet, strävar efter att kartlägga mekanismerna som styr Ni-baslegeringarnas korrosionsegenskaper. Huvudmålet är att få en grundläggande förståelse för den dynamiska naturen och stabiliteten hos passivfilmer på nickel­baslegeringar med högt innehåll av Cr och Mo samt för korrosionsinitiering och passivfilmernas nedbrytning i typiska frätande miljöer.

www.materials.sandvik/se/
www.kth.se

Material i fokus på Vinnova

Margareta Groth, enhetschef på Industriell utveckling på Vinnova. Foto: Anette Andersson
Margareta Groth, enhetschef på Industriell utveckling på Vinnova. Foto: Anette Andersson

Materialvetenskap är ett av Sveriges viktigaste forskningsområden och av största vikt för den svenska industrin. Det är därför ett av Vinnovas prioriterade områden, med ett stort antal satsningar.

Vinnova är en statlig forskningsfinansiär med uppdrag att stärka Sveriges innovationsförmåga och på så sätt bidra till en hållbar tillväxt. Myndighetens verksamhet spänner över ett brett spektrum och ett viktigt fokus är Industri och material, som är ett av Vinnovas största enskilda områden.
– Mycket av den främsta svenska industrin är byggd på ett starkt materialkunnande, så det är i högsta grad av stor strategisk vikt för Sverige. Se bara på företag som Sandvik och SSAB. Sverige har länge legat i framkant, säger Margareta Groth, vid avdelningen Industriell utveckling, där hon är chef för den enhet som samlar Vinnovas materialprogram.

Nya material
Men det är inte bara de tunga, traditionella industrierna som bygger på materialkompetens i framkant. Sverige har också spetsforskning inom nya material, till exempel grafen. Programmet SIO Grafen har som mål att Sverige ska bli ett av världens tio främsta länder på att utnyttja grafen.
– Grafen har enormt många användningsområden och potential att lösa viktiga framtidsutmaningar. Här är Sverige väldigt kunskaps- och innovationstungt, berättar Margareta Groth.
Biomaterial är ett annat område som Vinnova satsar på, med exempelvis programmet Bioinnovation, för att ersätta fossilbaserade material. ForestValue är ett annat projekt, där man arbetar för att främja träbaserade material och skogsindustrin.
Additiv tillverkning, eller 3D-printing är ett nytt, spännande område, där Vinnovafinansierade projektet CAM2 vid Chalmers har fått stor uppmärksamhet och finansiering från EU. Vidare är FoU inom batterier ett viktigt område, med exempelvis SweBAL vid Uppsala universitet. Ytterligare en satsning är FunMat vid Linköpings universitet, där man forskar om funktionella ytor för exempelvis verktyg, bränsleceller och batterier.

”Mycket av den främsta svenska industrin är byggd på ett starkt materialkunnande.”

Material är nyckelfaktor
Några andra exempel på Vinnova-program är Materialbaserad konkurrenskraft och Industriell utveckling, där materialforskning omsätts i tillämpning inom industrin.
– En utmaning är att innovationer inom material kan vara svåra att få in i samhället och industrin eftersom vi inte har utvecklade värdekedjor för nya material. Därför är det viktigt att arbeta brett och med flera olika material, säger Margareta Groth och fortsätter:
– En stor fördel för Sverige är att vi har forskningsinfrastrukturen MAX IV och snart även ESS, som verkligen ger en boost till svensk materialforskning. Innovativa, lätta och energieffektiva material är en nyckelfaktor för att möta klimatmålen.