Nuclear Waste Canister : Evaluating the mechanical properties of cassette steel after casting

Sammanfattning: Företaget Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB) håller på att utveckla en slutförvaringskapsel som kommer innehålla avfall från den svenska kärnkraften. Det är dock fortfarande en process under utveckling och därför undersöks olika typer av metoder och kapselmaterial för att kunna tillverka en hållbar och säker kapsel. Kapseln består av ett hölje av kopparrör med svetsad botten och lock och en insats med stållock. Insatsen är en cylindrisk konstruktion  av segjärn och innehåller en svetsad stålkassett för att skapa utrymmen till det använda kärnbränslet. Insatsen innehåller bland annat stålrör som under tillverkning får utstå en gjutprocess med segjärn och erhåller efter det icke homogena egenskaper. Målet med undersökningen är hur stor påverkan gjutningen har på stålets kemiska sammansättning samt mikrostrukturer. Det som orsakar de inhomogena egenskaperna är främst värmebehandlingen som driver diffusionen av kol från gjutjärnet till stålet, som då ger ett hårdare men sprödare material. Med hjälp av experiment och simuleringar upptäcks hur mycket kol som diffunderar in i stålet samt ändringar i den kemiska sammansättningen i de påverkade zonerna. Identifiering av fasomvandlingar, diffusion och ändringar i mikrostrukturer är stora faktorer som i sin tur ändrar de mekaniska egenskaperna i stålet.