Sledování strukturních změn, vyvolaných cyklickým zatěžováním oceli 15Ch2NMFA, pomocí rentgenové difrakce a měření koercitivní síly

Monitoring of Structural Changes Induced by Cyclic Loading of Steel 15CH2NMFA, using X-Ray Diffraction Measurements and Coercive Force

článek ve sborníku ve WoS nebo Scopus

čeština

Cyklické zatěžování ovlivňuje strukturu tělesa v celém jeho objemu. Tak, jako kmitavý tepelný pohyb kteréhokoli z jeho atomů je lokálním projevem (predikovatelnou výslednicí fononového pole) vlnění tělesa jako celku. Sledujeme proto změny globální struktury zatěžovaného tělesa, jež by mohly vypovědět něco o procesu, jímž dochází k jeho poškozování. O zákonitostech, které tento proces řídí a umožnily by jeho směřování v budoucnosti předpovídat. Aniž bychom hledali mikrolokalitu, v níž se (posléze fatální) únavová trhlina tvoří ještě dávno před tím, než je ji možné rozpoznat metodami nedestruktivního testování (což už je většinou pozdě). V tomto příspěvku pak presentujeme výsledky měření, jež jsme za tím účelem prováděli po dobu několika let na vzorcích oceli 15CH2NMFA pomocí rentgenové difrakce a magnetického pole. Výhodou rentgenové difrakce jest bezprostřední interpretace naměřených hodnot (směrové distribuce intensity difraktovaného záření) v kategoriích atomové konfigurace, k jejímž změnám vlivem zatěžování dochází. Nevýhodou je, že rentgenové difraktometry jsou velké a vyžadují zdroj vysokého napětí a chladicí vody, takže se pro praktickou aplikaci v provozních a polních podmínkách příliš nehodí. Z tohoto hlediska jsou výhodnější měření magnetická. I když to, co se v tomto případě zjišťuje, není přímo struktura materiálu, resp. její změny v důsledku cyklického zatěžování, ale změny magnetických vlastností, které jsou změnami struktury způsobené. Což zase až tak moc nevadí.

Cyclic strain affects structure of a body in its all volume. As much as termal vibration of any of its atoms is a local manifestation (predictable resultant) of the undulation (of the phonon field) of the entire body. So we study the changes of the whole structure of the loaded body, that might tell something on the process by which it is damaged. On the laws, which control this process and might make it possible to forecast its future route. Without looking for the minute spot, where the (then fatal) fatigue crack forms long before it could be recognized by methods of nondestructive evaluation (which 64 DEFEKTOSKOPIE 2017 is, as a rule, mostly late). In the present contribution we give an account on the results of examination of a number of samples of steel 15CH2NMFA, which we performed to this purpose in the course of several years using x-ray diffraction and coercive force measurements. Priority of the x-ray diffraction analysis consists in the fact that the results of measurement (directional distribution of the intensity of diffracted x-rays) can easily be expressed in terms of configuration of atoms, that changes due to loading. On the other hand, x-ray diffractometers are spacious and require high-voltage and coolingwater supply, which makes x-ray diffraction method no much suitable for application in working or field condition. For such a use, magnetic measurements are more convenient. Even when these are not structural changes which are determined by such measurements, but the changes of magnetic properties that are induced by the structural changes. Which is no much trouble, by the way.

cyklické zatěžování, ocel 15CH2NMFA, rentgenová difrakce, měření koercitivity

cyclic loading, steel 15CH2NMFA, x-ray diffraction, measurement of coercitivity

FIALA, J.; VLAŠIC, F.; MAZAL, P.; KRATOCHVÍLOVÁ, V.

1. 11. 2017

VUT v Brně ve spolupráci s ČNDT, z.s.

Brno

978-80-214-5554-2

Defektoskopie 2017 (NDE for Safety)

první

63

70

8