Varmförzinkning av höghållfasta stål

Vägräcken ska klara av att fånga upp tunga laster.

Höghållfasta stål blir allt vanligare i en rad olika tillämpningar. En av anledningarna är naturligtvis att de höghållfasta stålen innebär att nättare konstruktioner kan tillverkas, och man sparar både material och vikt, vilket är ekonomiskt fördelaktigt och skonar miljön. Andra argument är att en tåligare produkt kan fås, till exempel som med vägräcket som beskrivs nedan.

INTERNATIONELLT FORSKNINGSPROJEKT SSAB och Luleå tekniska universitet har deltagit i ett internationellt forskningsprojekt där man under tre år har arbetat med målsättningen att införa höghållfasta stål i vägräcken. De nya vägräckena tillverkade av höghållfasta stål från SSAB är upp till tre gånger så starka som nuvarande konstruktioner. Luleå tekniska universitet har haft en viktig roll i utvecklingsarbetet. Krocktester har visat att det nya räcket klarar att fånga upp en last på 44 ton vid 70 km/h. Nuvarande räcke klarar 38 ton vid denna hastighet.

Materialforskarna vid LTU har främst bidragit med mekanisk provning, där man testat stålets hållfasthet vid normal samt förhöjd hastighet. De har även undersökt materialens seghetsegenskaper och mikrostruktur, samt kontrollerat så att svetsfogarna är av god kvalitet. Hållfastheten på 500–700 MPa motsvarar en styrka som är cirka två till tre gånger högre än hos det stål som används i dagens vägräcken.

KORROSIONSSKYDDET VIKTIGT Korrosionsskyddet för räckena är oerhört viktigt. De ska ha en lång underhållsfri livslängd och får inte rosta, då tappar de sin funktion. Här är varmförzinkning det korrosionsskydd som visat sig fungera bäst. Konventionella konstruktionsstål påverkas inte av värmen i varmförzinkningsprocessen, så det är inget man behöver tänka på så länge man håller sig till dessa stål. När det gäller de höghållfasta stålen så fungerar vissa bra att varmförzinka, medan andra inte passar för denna ytbehandling. Som användare är det viktigt att man tar reda på vad som gäller för det material man har tänkt sig i sin konstruktion.

OLIKA SÄTT ATT ÖKA STÅLETS HÅLLFASTHET Det finns flera sätt att öka hållfastheten hos stål. Hos det stål som användes i det ovan nämnda projektet har hållfastheten skapats genom termomekanisk valsning. Det innebär att stålet värms upp till 1 200 °C, och därefter sker svalnings- och deformationsförloppet genom valsning från 1 200 °C ned till rumstemperatur på ett kontrollerat sätt. Detta kräver även en noggrann kontroll av den kemiska sammansättningen hos stålet. I databladen för de ovan använda stålen, S 500 MC och S 700 MC från SSAB, står det att materialen klarar värmebehandling upp till 580 °C. Det betyder att det går bra att varmförzinka dem, då temperaturen i zinkbadet är 460 °C.

STRENX FRÅN SSAB Strenx® 700 är en grupp konstruktionsstål från SSAB med en lägsta sträckgräns på mellan 650 och 700 MPa beroende på tjocklek. Av Strenx-stålen är det Strenx700MC D/E som fungerar att varmförzinka. Övriga produkter som finns inom Strenx700-serien är inte lämpliga för varmförzinkning, då uppvärmningen i zinkbadet påverkar hållfastheten. Som vanligt då det gäller varmförzinkning behöver det kontrolleras att kiselhalten hos stålet ligger på rätt nivå för de egenskaper och tjocklek som önskas hos zinkskiktet.

TEXT: ANNIKKI HIRN, NORDIC GALVANIZERS