Indsigt i industrielle komponenters levetid

Det er af teknologisk betydning at forstå ophobning af plastskader eller deformation i komponenter under forskellige driftsbetingelser for at estimere deres levetid.

Et team af internationale forskere under ledelse af ANSTO har sammenlignet to nye teknikker, der kan bruges til at vurdere graden af ​​akkumuleret plastskade i legeringer ved at måle mængden af ​​dislokationer, der findes i mikrostrukturen.

Hovedforfatter Dr. Ondrej Muránsky sagde, at de brugte Electron Back-Scatter Diffraction (EBSD) og High-Resolution Synchrotron Diffraction (HRSD) til at få komplementær information om de dislokationer, der lagres af materialet som følge af påført stress.

I undersøgelsen offentliggjort i Acta Materialia , Muránsky og hans samarbejdspartnere fra Queen's University (Canada), University of California (USA), og Argonne National Laboratory (U.S.) sammenlignede EBSD- og HRSD -teknikker, og udviklet Matlab -kode, som tillader den teoretiske vurdering af plastskader på makroskopisk niveau ud fra ESBD -data.

En anmelder af Acta Materialia kommenterede, "For det første, det [papiret] er meget velskrevet og ret let at følge. Forfatterne har gjort et stort forsøg på virkelig at forklare læseren godt de to forskellige metoder. For det andet, forfatterne er meget ærlige i deres vurderinger og forsøger ikke at skjule manglerne ved nogen af ​​teknikkerne. "

Undersøgelsen evaluerede fordele og mangler ved de to teknikker ved at analysere de samme prøver ved hjælp af begge metoder. Forfatterne brugte Ni201, som er en model mikrostruktur af høj temperatur, stråling og smeltet salt korrosionsbestandige legeringer til brug i fremtidens energiproduktion og energilagringssystemer.

Det blev fundet, at EBSD-teknikken var mere følsom over for en lille mængde plastikskade (minimum påviselig mængde forskydninger er 2E12 m-2), mens HRSD-teknikken er mere præcis, når man måler større mængder plastikskader (minimum påviselig mængde forskydninger er 1E13 m-2).

"En sådan adfærd fremhæver komplementariteten mellem EBSD og HRSD, når man forsøger at kvantificere forskydninger (plastskader) i et materiale, der har oplevet en ukendt mængde akkumuleret plastskade under service, "sagde Muránsky.

Forskerne var i stand til at udlede et matematisk forhold mellem geometrisk nødvendige dislokationer (GND'er) målt ved hjælp af EBSD og størrelsen af ​​sammenhængende spredte domæner (CSD'er) målt ved hjælp af HRSD.

"Dette arbejde havde ikke været muligt uden usædvanligt arbejde fra Tim Palmer, der omhyggeligt forberedte prøver til både EBSD- og HRSD -målinger, "sagde Muránsky.

ESBD ​​blev foretaget på ANSTOs mikroskopi facilitet. HRSD -målingerne blev udført ved Advanced Photon Source ved Argonne National Laboratory i USA.

HRSD vil være tilgængelig på ANSTO, når der bygges en ny Advanced Diffraction and Scattering beamline på Australian Synchrotron, som en del af Bright -projektet.