Process Parameters for Creation of Porous Stainless Steel Surfaces

Sammanfattning: Detta examensarbete ämnar att undersöka värmebehandlingsmetoder för att skapaporösa austenitiska rostfria stål samt utvärdera ifall dessa ytor medför förbättringargentemot referensmaterialen. De porösa ytorna skapades genom en två-stegs metod.Prover oxiderades initialt i en fuktig eller torr argon atmosfär för att sedan reducerasi ren vätgas. De material som använts i denna studie är austenitiska rostrifa stål ienhlighet med standardena 1.4301 (304), 1.4404 (316L), 1.4435 (316L) och F-138 (316LVM).Oxidationsprocessen genomfördes under temperaturer över 630 ◦ C under 150 - 1200 s.Efteråt reducerades proverna i ren vätgas under 150 - 2400 s.För att karakterisera processen undersöktes proverna med svepelektronmikroskopsamt elektron-dispersiv röntgenspektrometer. Vissa prover har även analyserats medhjälp av ljusoptiskt mikroskop, bildanalys samt värmeledningsförmåga. Resultaten visarklart att alla undersökta material kan uppvisa porösa strukturer, dock kan inte allaprocessparametrar möjliggöra uppkomsten av dessa. Generellt sett beror porositeten påden underliggande strukturen skapade under oxidationen. Det har ännu inte varit möjligtatt karaterisera några kristallstrukturer, kemisk analys tyder dock på närvaro av kromoxid,(Cr,Fe) spineller samt järnoxider. Resultaten konstaterar att en kort oxidationstid normaltbildar kromoxid medan längre oxidation medför uppkomsten av järnoxider. En ökadreduktionstid leder till större och färre porer jämfört med kortare reduktionstider. Kemiskaanalyser visar enhälligt att porösa strukturer innahåller till största del järn. En trolig orsaktill detta beteende kan kopplas till det fenomen där krom förångas under oxidation i fuktigaatmosfärer. Följaktikligen blir även ytan känslig för korrosion då majoriteten av krom harförsvunnit.Utvärdering av egenskaperna hos dessa ytor visar en tydlig förbättring i värmeledning vianaturlig konvektion. Värmeväxlingen mellan två uider uppvisar dock inte någon störreskillnad förutom under låga ödeshastigheter då en porös yta tenderar att transporterabort mer värme