זן שדה מלא מידות עבור עייפות Microstructurally קטן לפצח את הפצת בשיטת המתאם תמונה דיגיטלי

מדידות זן שדה מלא עבור מיקרו מבנית קטנה עייפות לפצח התפשטות באמצעות שיטת מתאם תמונה דיגיטלית. פתרונות קלים חדשים נדרשים כדי לשפר את היעילות האנרגטית של כלי רכב כגון ספינות, הפחתת משקל של מבני פלדה גדולים, אפשרי באמצעות חומרי פלדה מתקדמים. ניצול יעיל דורש איכות ייצור גבוהה ושיטות תכנון חזקות, שיטות תכנון חזקות פירושן ניתוח מבני בתנאי טעינה מציאותיים, כגון תחת טעינה הנגרמת על ידי גל במקרה של ספינת תענוגות, ניתוח חוזק מבני של מבנים כולל חישובי תגובה להגדרת עיוותים וללחצים, רמת הלחץ המותרת מוגדרת על סמך חוזק הפרטים המבניים הקריטיים במקרה של מבנים גדולים הוא בדרך כלל מרותך מפרקים בתוך מבנה מיקרו הומוגני, אחד האתגרים העיצוביים העיקריים הוא עייפות בשל אופיו המצטבר והמקומי, למשל ברמה הריתוך, עבור איכות ייצור גבוהה הנושא החשוב ביותר הוא עייפות קטנה לפצח חניכה ו התפשטות, שכן סדק כמו פגמים בייצור מוזנחים.

מחקר זה חוקר סדק עייפות קטנה ומציג גישה חדשה, ניסיונית, החידוש של הגישה מורכב מדידת זן שדה מלא in-situ באמצעות טכניקת דפוס ייחודי, בשילוב עם מדידת קצב צמיחה crank באותו זמן ניתוח מיקרו מבניים מגלה את ההשפעה של ריכוזי מתח ההטיה ואת גבולות התבואה על פיגור סדק עייפות קטנה. אנו מסבירים את השלבים העיקריים של הליך המדידה ומספקים דיון מסכם בממצא העיקרי. שלב ראשון, הכנת דגימה ו חישול, צלחת הפלדה חרוטה באטמוספירת חנקן בטמפרטורה של 1200 מעלות צלזיוס למשך שעה ומרווה במים, הליך חישול תוצאות עלייה של גודל התבואה הממוצע של הפלדה למד עד 349 מיקרומטר, ללא היווצרות הארכה של חלקיקי כרום קרביד, דגימות חרוט עם עובי של מילימטר אחד נחתכים מן הלוח annealed של פלדה פריטית למד באמצעות עיבוד פריקה חשמלית ערכת הדגימה מוצגת כאן.

משטחי הדגימה מלוטשים, ומסיימים עם נקודה בלתי אפשרית ללא שני ליטוש סיליקה קולואידית מיקרומטר הנדרש לניתוח דיפרנציה של פיזור אלקטרונים. שלב שני, עייפות מראש פיצוח, דגימה נתונה טעינה מחזורית uniaxial ותדר עייפות 10 הרץ, סדקים ראשוניים עם אורך ממיקרומטר אחד ל 20 מיקרומטר מיוצרים בקצה החץ. ניטור אופטי של היווצרות הסדק הראשוני לאחר 10, 000 מחזורים של טעינת מחזור, לחזור על בדיקות טעינת מחזור אם הסדק הראשוני לא הופק.

שלב שלישי, אפיון מיקרו-מבני, סימני מיקרו-כניסה של ויקרס משמשים לסיור אזור העניין, מיקרו-מבנה של הפלדה נחקר מפני השטח הצדדיים של הדגימה בקרבת החריץ באמצעות ניתוח דיפראקציה של אלקטרון. גורם שמיד וניתוח אי-התמצאות בגבולות התבואה מוצגים כאן. שלב רביעי, קישוט עם תבנית, לנקות את משטח הדגימה עם אתנול, להפקיד שכבה דקה של דיו על משטח הזכוכית, ללחוץ על חותמת הסיליקון עם דפוס על הזכוכית כדי להזיז שכבת דיו על פני השטח של החותמת, אנו משתמשים בכלי פנאומטי בהתאמה אישית לפעולה מהירה ומדויקת עם החותמת, לחץ למטה חותמת הסיליקון מכוסה בדיו על פני השטח של הדגימה בדוק את איכות תבנית הגרגר באמצעות מיקרוסקופיה אופטית, דוגמה לתבנית המנוקד מוצגת כאן.

שלב חמישי, בדיקות עייפות עם מתאם תמונה דיגיטלית, להפעיל את בדיקות עייפות וסנכרון עם מערכת הקלטת התמונה, בדיקות עייפות ממשיך בעוד אורך הסדק מתקרב ערך קריטי או עיוות פלסטיק מתחיל לשלוט. שלב 6, ניתוח תוצאות, התמונות שהתקבלו מנותחות באמצעות תוכנה מסחרית לביצוע חישוב קצב הצמיחה של הסדק וניתוח מתאם תמונה דיגיטלית, ניתוח של עיוות זן ההטיה מבוצע עבור האזור הנחקר, ניתוח מצטבר של התוצאות שהתקבלו, שימוש במיקרו-כניסה של vickers עבור היישור הנכון של שדה עיוות זן ההטיה עם נתוני מיפוי דיפרמנטציה של אלקטרון backscatter גבולות תבואה, מפת כיוון תבואה. תוצאות מייצגות, הצטברות שדה זן גימה בגודל תת-גרגר במהלך התפשטות סדק עייפות קצרה, לשלב תצוגה של הצטברות שדה זן ההגזמה ומבנה מיקרו של הפלדה למד, שילוב של קצב צמיחת סדק וניתוח הצטברות זן זן ההגזמה לתת מנגנון אפשרי של צמיחת סדק עייפות קטנה, עייפות קטנה סדק התפשטות החל הסדק הראשוני המיוצר על ידי הליך פיצוח מראש אזור זן ההמהרה לוקליזציה לפני קצה הסדק וגודל אזור זן ההמהרה גדל בעוד הסדק מתפיץ לכיוון לוקליזציה, כאשר סדק מתקרב לאזור לוקליזציה המתח, קצב הצמיחה סדק פוחתת באופן משמעותי עקב שינוי מצב התפשטות סדק, קצב הצמיחה סדק עולה ברציפות לאחר הסדק חוצה את מרכז אזור לוקליזציה המתח קצב הצמיחה של הסדקים מתחיל לרדת שוב ברגע שאזור לוקליזציה הבא של המתח נוצר לפני קצה הסדק.

מסקנה, מחקר חדשני מספק הבנה עמוקה יותר של התנהגות צמיחה סדק עייפות קטנה, שילוב של מדידת קצב צמיחת סדק וניתוח שדה זן ברמת תת-דגנים מסייע לחשוף את המנגנון האחראי לצמיחה חריגה של סדקים עייפות קטנה, הבנה עמוקה יותר זו של התנהגות צמיחה סדק עייפות קטנה מאפשרת לפתח גישות תיאורטיות חדשות ובכך לאפשר עיצוב של מבנים קלים יותר וחסכוניים באנרגיה בעתיד.