Banbrytande projekt skapar robust stål med mindre utsläpp

NYHET Forskningsprojektet AUSNANITE tar sikte på att revolutionera stålteknologin. Mellan juli 2025 och december 2028 kommer forskare i Sverige, däribland fyra personer från Institutionen för tillämpad fysik och elektronik vid Umeå universitet, Spanien och Tyskland att arbeta med att optimera tillverkningsprocesser för stål. Målet: starkare och robustare stål som är billigare att framställa och med lägre klimatavtryck.

Text: Magnus Mikaelsson

Bild på stränggjutna stålbalkar på ett stålverk.

Genom en ny slags ausferritisk nanostruktur blir stålen starkare och robustare, billigare att producera och framställningsprocessen kräver dessutom betydligt mindre energi vilket minskar CO₂-utsläppen.

Jämfört med vanliga mjuka stål bygger dagens ultrahöghållfasta stål på en högre kolhalt kombinerad med en värmebehandling (QT) som snabbkyler materialet i oljebad vilket genererar ett stort klimatavtryck, särskilt i länder använder fossila bränslen i tillverkningsprocessen.

Metoden minimerar både energiförbrukning och CO₂-avtryck samtidigt som den också blir avsevärt billigare.

- Det nya paradigmet innebär att man tillsätter en hög kiselhalt samt härdar med austemperering - kylning och varmhållning i en saltsmälta. För vissa materialdimensioner kan ausferriten börja bildas redan under luftsvalningen av varmvalsad stång eller varmsmide och sedan ”bakas” färdig i luft vid låg temperatur. Metoden minimerar både energiförbrukning och CO₂-avtryck, samtidigt som den också blir avsevärt billigare än alla andra metoder för genomhärdning av stål, säger Richard Larker, docent vid Institutionen för tillämpad fysik och elektronik på Umeå universitet och initiativtagare till projektet.

Samarbeten med industrin

För att säkerställa att ausferritiska stål ger konkurrensfördelar samarbetar AUSNANITE med flera ledande företag, som spanska stålstångstillverkaren Sidenor, Epiroc samt Rototilt, där Richard Larker tidigare varit forskningschef. Dessa partners kommer att tillverka och testa stålet under extrema belastningar, även slag och nötning.

Del av EU’s satsning på hållbara material

Projektet harmonierar med EU:s Green Deal, då hög kiselhalt möjliggör en minskad användning av mer kritiska legeringsämnen, samt att processen kräver mindre energi och ger lägre miljöbelastning vid härdning. Om 10% av traditionellt framställt stål skulle bytas ut till ausferritiska stål skulle växthusgasutsläppen minskas med cirka 100 000 ton CO₂/år.

Stålets framtid ser ljus ut

Sammanfattningsvis har AUSNANITE potential att ta stålteknologin till nästa nivå. Genom att kombinera forskning och industripraxis med ett starkt fokus på hållbarhet kan projektet bana väg för mer robusta och långlivade industrimaterial som dessutom stärker europeisk konkurrenskraft.

För de som vill fördjupa sig ytterligare rekommenderas denna artikel publicerad i tidningen Gjuteriet 2021.

Elektronmikroskopbild på ausferritisk stålstruktur.

AUSNANITE I KORTHET

TOTAL BUDGET: 30 MSEK under 3,5 år, varav 17,4 MSEK (60%) från EU (Kol- & stålunionens forskningsfond). 41% utförs i Sverige, varav 16,5% vid Umeå universitet (med 2,9 MSEK från EU).

Innovativa stålsammansättningar: Utveckling av nya ståltyper med medelhögt kolinnehåll och högt kiselinnehåll, samtidigt som användningen av kritiska legeringsämnen minimeras.

Avancerad analys: Användning av den senaste tekniken för att undersöka sambanden mellan legeringens sammansättning, mikrostruktur och bearbetningsmetoder.

Industriellt samarbete: Partnerskap med ledande företag inom bygg- och gruvsektorn för att testa de nya stålen i verkliga användningsområden.

Fokus på hållbarhet: Harmonisering med EU:s Green Deal genom att prioritera utvecklingen av miljövänliga och hållbara produktionsmetoder för stål.

Förväntade resultat:

• Förbättrade mekaniska egenskaper med minst 20 % ökad kombination av styrka och seghet.

• Förlängd livslängd med minst 50 %vid exponering för utmattning, slag och nötning.

• Optimering av industriella Fe-Si-C-baserade stål och deras austempereringsprocesser.

För mer information

Richard Larker Universitetslektor

E-post

090-786 56 67