1/2014

Terästutkimuksen uudet kuviot

Veli-Tapani Kuokkala

 

Uuden sukupolven teräksissä yhdistyvät professori Veli-Tapani Kuokkalan mukaan samanaikaisesti muovattavuus ja lujuus – kaksi aiemmin pitkälti toisensa pois sulkenutta ominaisuutta.

 

TTY:n materiaalitutkijat kehittävät entistä lujempia ja paremmin kulumista kestäviä teräksiä.

Jotta Suomen metalli- ja koneenrakennusteollisuus voisi uusiutua ja parantaa kilpailukykyään, se tarvitsee viimeisintä tieteellistä tutkimustietoa pohjaksi uusille valmistusmenetelmille ja sovelluksille. TTY:n materiaaliopin laitoksella on otettu koppi alan teollisuuden heittämästä tutkimuksellisesta haasteesta.

– Teräskehityksessä tapahtuu tänä päivänä todella paljon. Uusia laatuja ja tekniikoita tulee koko ajan, kertoo materiaaliopin professori Veli-Tapani Kuokkala.

Bulkkiteräksestä erikoisteräksiin

Teräksen kehityksen ja käytettävyyden tiellä on monenlaisia, muun muassa suunnitteluun liittyviä esteitä. Suunnittelua hallitsevat hyvin pitkälle erilaiset normit, laatuluokitukset ja viranomaismääräykset, jotka pitää täyttää. Esteistä huolimatta Suomessa pitää Kuokkalan mukaan pystyä kehittämään parempia teräksiä, joilla on nykyistä parempia ominaisuuksia.

– Bulkkiterästä tekemällä Suomi ei pärjää. Täällä pitää valmistaa erikoisteräksiä erikoistarkoituksiin, Kuokkala painottaa.

– Uusia teräsmateriaaleja, joilla on erityisominaisuuksia ja parempi jalostusarvo, pystytään viemään ulkomaille ja niistä saadaan parempi hinta. Tämä tukee myös Suomen konepajateollisuutta. Jos konepajateollisuus pystyy soveltamaan Suomessa tehtyjä erinomaisia materiaaleja, koko Suomen teollisuuskenttä hyötyy.

Kuluminen kuriin

Materiaalien kuluminen nielee teollistuneissa maissa noin 3–5 prosenttia bruttokansantuotteesta.

– Jos kulumista pystyy vähentämään pienenkin siivun verran, kyseessä on suuri summa rahaa. Kuluminen on haitallista myös ympäristön kannalta, koska se aiheuttaa luonnonvarojen tuhlausta, professori Veli-Tapani Kuokkala sanoo.

TTY:n materiaaliopin laitoksen yhteydessä toimii kulumistutkimukseen erikoistunut Tampere Wear Center, osaamiskeskittymä, jonka pääalueina ovat raskas abrasiivinen ja iskevä kuluminen. Se perustettiin alun perin teollisuuden aloitteesta. Keskuksen yhteydessä toimiva Wear Forum on yliopistojen, tutkimuslaitosten ja yritysten välinen yhteistyöverkosto, johon kuuluu viitisentoista suomalaisyritystä.

Kulumista paremmin kestäviä materiaaleja tarvitaan vaativissa ja ankarissa olosuhteissa, kuten mineraalien murskauksessa, kaivosten pumppaussovelluksissa sekä kuljetuksessa ja tavaran siirrossa.

 

Lujuus ei sulje pois muovautuvuutta

Kuokkalan mukaan tulevaisuuden terästen tulee olla lujempia kuin nykyisten.

– Me pyrimme kehittämään entistä lujempia teräksiä. Jos teräs on lujaa, sitä tarvitsee käyttää vähemmän, ja materiaalin pienempi poikkipinta pystyy kannattamaan saman kuorman kuin huonommasta materiaalista tehty. Tämä pienentää tuotteiden painoa, mistä on hyötyä muun muassa autoteollisuudessa.

Uuden sukupolven teräksissä yhdistyvät Kuokkalan mukaan samanaikaisesti myös muovattavuus ja lujuus – kaksi aiemmin pitkälti toisensa pois sulkenutta ominaisuutta.

Läpimurtoteräksiä ja niiden sovelluksia kiikarissa

TTY:n materiaaliopin laitos on mukana uudessa, viisivuotisessa Kone- ja metalliteollisuuden strategisen huippuosaamisen keskittymä (SHOK) FIMECCin tutkimusohjelmassa. Ohjelman nimi on Läpimurtoteräkset ja niiden sovellukset (Breakthrough Steels and Applications, BSA).

– Viisi vuotta kestävä BSA-tutkimusohjelma mahdollistaa pitkäjänteisen tieteellisen työn. Se on hyvä pohja, jolta ponnistaa, Kuokkala sanoo tyytyväisenä.

Kuokkala arvostaa tapaa, jolla suomalaiset yritykset ja tutkimuslaitokset tekevät yhteistyötä FIMECCin puitteissa.

– Kyseessä on iso verkosto, jossa ihmiset luottavat toisiinsa, tekevät sitä, mitä parhaiten osaavat, ja puhaltavat samaan hiileen.

Materiaaliopin laitokselle miljoonarahoitus

TTY:n materiaaliopin laitos on saanut kahteen tutkimusohjelmaan SHOK-rahoitusta yhteensä noin 11 miljoonaa euroa.

Läpimurtoteräkset ja niiden sovellukset (Breakthrough Steels and Applications, BSA) -tutkimusohjelman tavoitteena on poistaa esteitä uusien terästen kehityksen ja käytettävyyden tieltä. Ohjelma luo pohjaa uuden sukupolven materiaaliratkaisuille vaativiin prosesseihin ja uusiin sovelluksiin.

Hybridimateriaalit (Hybrid Materials, HYBRIDS) -tutkimusohjelmassa kehitetään innovatiivisia tapoja käyttää ja yhdistää materiaaleja. Uusien, ominaisuuksiltaan parempien hybridimateriaalien elinikäkustannuksia halutaan alentaa ja saada niitä yhä nopeammin markkinoille.

Breakthrough Steels and Applications

  • Kesto: 1.1.2014–31.12.2018
  • Mukana 31 yritystä ja 7 tutkimuslaitosta
  • Kokonaisvolyymi 46 miljoonaa euroa
  • Vastuuhenkilö TTY:llä professori Veli-Tapani Kuokkala

Hybrid Materials

  • Kesto: 1.1.2014–31.12.2018
  • Mukana 38 yritystä ja 7 tutkimuslaitosta
  • Kokonaisvolyymi 34 miljoonaa euroa
  • Vastuuhenkilö TTY:llä professori Jyrki Vuorinen
 
Teksti: Leena Koskenlaakso
Kuva: Petri Laitinen

 
Kerro kaverille
Mikrotehdas tuo valmistuksen työpöydälle ja myymälän takahuoneeseen
Mikrotehdas tuo valmistuksen työpöydälle ja myymälän takahuoneeseen
1/2014
Mikrotehdas tuo valmistuksen työpöydälle ja myymälän takahuoneeseen
Voittaako Suomi seuraavassa teollisuuden murroksessa?
Voittaako Suomi seuraavassa teollisuuden murroksessa?
1/2014
Voittaako Suomi seuraavassa teollisuuden murroksessa?
Kultaryntäys avaruuteen
Kultaryntäys avaruuteen
1/2014
Kultaryntäys avaruuteen
Kirkastuvaa luvassa
Kirkastuvaa luvassa
1/2014
Kirkastuvaa luvassa
Automaatio tehostaa kiven murskausta
Automaatio tehostaa kiven murskausta
1/2014
Automaatio tehostaa kiven murskausta
Oppimisympäristö on enemmän kuin tuoli ja pulpetti
Oppimisympäristö on enemmän kuin tuoli ja pulpetti
1/2014
Oppimisympäristö on enemmän kuin tuoli ja pulpetti
Karjalainen perinnepeli Hervannassa päättyi häihin Kroatiassa
Karjalainen perinnepeli Hervannassa päättyi häihin Kroatiassa
1/2014
Karjalainen perinnepeli Hervannassa päättyi häihin Kroatiassa
Työkaluja turvallisuuden mittaamiseen
Työkaluja turvallisuuden mittaamiseen
1/2014
Työkaluja turvallisuuden mittaamiseen
TTY-säätiön hallitukseen kaksi uutta jäsentä
TTY-säätiön hallitukseen kaksi uutta jäsentä
1/2014
TTY-säätiön hallitukseen kaksi uutta jäsentä
Mikä on strategia ja miten se tehdään?
Mikä on strategia ja miten se tehdään?
1/2014
Mikä on strategia ja miten se tehdään?
TTY kehittää palveluita pk-yrityksille
TTY kehittää palveluita pk-yrityksille
1/2014
TTY kehittää palveluita pk-yrityksille
Tampere energia- ja ekotehokkuuden ytimessä
Tampere energia- ja ekotehokkuuden ytimessä
1/2014
Tampere energia- ja ekotehokkuuden ytimessä
Tietojärjestelmien hankinta on taitolaji
Tietojärjestelmien hankinta on taitolaji
1/2014
Tietojärjestelmien hankinta on taitolaji
Kehittäkää palveluita, teollisuusyritykset
Kehittäkää palveluita, teollisuusyritykset
1/2014
Kehittäkää palveluita, teollisuusyritykset
Pintakäsittelytekniikoiden konferenssi Tampereella
Pintakäsittelytekniikoiden konferenssi Tampereella
1/2014
Pintakäsittelytekniikoiden konferenssi Tampereella
Rajapinta uudistui
Rajapinta uudistui
1/2014
Rajapinta uudistui

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi