Впервые в мире с помощью метода дифракционной контрастной томографии экспериментально зафиксирована 3-D картина развития трещины
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.
Исходный стальной образец. Изображение ESRF
Схема прохождения трещины в образце. Изображение ESRF
Структура зерен стального образца и схема прохождения трещины. Изображение ESRF
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.