3D-мониторинг разрушения металла стал реальностью

Метод дифракционной контрастной томографии позволил впервые получить 3D-картину развития трещины в толще металла.

Исследовательская группа сотрудников Манчестерского университета (Великобритания), Национального института прикладных исследований в г. Лион (Франция) и Европейской синхротронной лаборатории ESRF в г. Гренобль (Франция) впервые в мире экспериментально зафиксировала 3D-картину развития трещины в нержавеющей стали и показала, как именно этот процесс связан со структурой зерен материала.

Анализ процесса развития трещин в стали и определение роли, которую играют в этом процессе границы зерен, особенно важен, поскольку в определенных условиях свойства последних изменяются под внешними воздействиями – например, термическим, или же под действием нейтронного излучения реакторов АЭС. Это, в свою очередь, обусловливает развитие трещин и разрушение металлических узлов и конструкций.

Реальная динамика развития трещин в толще металла, вместе с тем, оставалась до сих пор малоизученной.

Проблему удалось решить благодаря использованию метода дифракционной контрастной томографии, разработанному в ESRF.

Для образца проволоки из нержавеющей стали методом томографии была получена трехмерная схема его гранулярного строения, включавшая информацию о форме, положении и ориентации 362 зерен.

Затем образец был помещен в коррозионную жидкость и механически нагружен. Процесс развития трещин контролировался томографическими сканами. Процесс сканирования занимал 30 минут, промежуток между сканами составлял около двух часов.

На фото: а) исходный стальной образец; б) схема прохождения трещины в образце; в) структура зерен стального образца и схема прохождения трещины. Источник: www.cnews.ru.

Данные первого в мире эксперимента такого рода позволили наглядно продемонстрировать процесс развития трещин в стали, а также выделить те границы между зернами, которые оказались особо устойчивы к процессу развития трещины. Анализ полученных данных позволит разработать новые методы повышения эксплуатационных характеристик металлов.

Информация с сайта www.cnews.ru.