The challenge of dissimilar roll bonding on different stainless steel grades

The development of new metallic materials able to meet increasingly stringent requirements in terms of performance, cost, and environmental impact is a constant challenge. The roll bonding process could be a cheap, highly productive, and easy to implement solution. With this process, the production of multilayered laminates, capable of exploiting the advantages of the different constituent metallic materials can be achieved. In this work, for the first time, the hot roll bonding feasibility of di erent stainless steel grades (austenitic, ferritic, martensitic, and duplex) was investigated. The microstructural and mechanical characterization of the bonding interfaces of the hot rolled laminates states the achievement of a sound bonding. The results show a very low level of interface oxidation and a low amount of precipitates. No secondary phases were detected. The electron back-scattered diffraction analysis reveals the grains' growth through the interface and the mechanical properties of the laminates are comparable with the constituent stainless steels. This work is a first step into the several possibilities of the roll bonding process of different stainless steel grades for the production of multilayered materials featuring gradient structures and properties.

Lo sviluppo di nuovi materiali in grado di soddisfare i requisiti sempre più stringenti in termini di prestazioni, costi e impatto ambientale è una sfida costante. Il processo di roll bonding potrebbe essere una soluzione economica, altamente produttiva e facile da implementare. Con questa tecnica è possibile ottenere la produzione di laminati multistrato, in grado di sfruttare i vantaggi dei diversi materiali metallici costituenti. In questo lavoro, per la prima volta, è stata studiata la fattibilità dell' hot roll bonding di diversi gradi di acciaio inossidabile (austenitico, ferritico, martensitico, e duplex). La caratterizzazione microstrutturale e meccanica delle interfacce attesta il raggiungimento di un solido bonding. I risultati mostrano un livello molto basso di ossidazione dell'interfaccia e una bassa quantità di precipitati. Non sono state rilevate fasi secondarie. L'analisi tramite diffrazione retrodiffusa di elettroni rivela la crescita dei grani attraverso l'interfaccia e le proprietà meccaniche dei laminati sono paragonabili agli acciai inossidabili costituenti. Questo lavoro è un primo passo nelle diverse possibilità del processo di roll bonding di diversi tipi di acciaio inossidabile per la produzione di materiali multistrato caratterizzati da struttura e proprietà a gradiente.