Volvo Lastvagnar

Töjningsfältsanalys på en SEM-mikrograf av den FIB-frästa sektionen.

Volvo Lastvagnar tillverkar över en miljon motorväxlar varje år med hjälp av nitrokarburerande värmebehandling. Denna behandling ger stålet hög utmattningshållfasthet, korrosionsskydd och låg formförändring. Men mikrostrukturen som bildas är komplex och svår att analysera, vilket gör det utmanande att skräddarsy egenskaperna. För att utveckla prediktiva processkontroller som tar hänsyn till legeringsinnehåll krävs detaljerad kunskap om hur stålets kvalitet och bearbetning påverkar ytan. Här är synkrotrontekniken oöverträffad. I en pilotstudie identifierade Volvo Lastvagnar och RISE att 2D- och 3D-XRD-mappning är den mest lovande metoden för att studera dessa komponenter.

Två olika värmebehandlingar 

Tre olika ståltyper med två värmebehandlingar undersöktes. Provberedningen var avancerad och inkluderade gnistbearbetning och fokuserad jonstråle (FIB). Detta gjorde det möjligt att kartlägga kristallstrukturen med röntgendiffraktion vid synkrotronen, samtidigt som materialet belastades med nanointryck. Totalt genomfördes 142 timmars stråltid vid Petra III och beamline P03 MiNaXs. Experimenten utfördes av projektgruppen i nära samarbete mellan Volvo Lastvagnar, Bodycote, RISE, KTH och Helmholtz-Zentrum Hereon. Under försöken identifierades kristallina faser och töjningsfält skapades genom att följa förändringar i diffraktionstoppar vid ökande belastning.

Nästa steg är skräddarsydda ytor

Resultaten ligger nu till grund för ett uppföljningsprojekt som pågår under 2025. Målet är att använda synkrotronbaserade in-situ-metoder för att skräddarsy den komplexa ytmikrostrukturen hos nitrokarburerade stålkomponenter för specifika applikationer. Detta kan ge optimal prestanda, stärka branschens innovationskraft och bidra till mer resurseffektiva och miljövänliga processer för ytförbättring.

Vill du veta mer om synkrotronteknik och hur vi på RISE kan hjälpa dig? Hör av dig så hjälper vi till! Se kontaktpersoner nedan: