USA/GLOBALNE: +1-949-461-9292
EUROPA: +39-011-3052-794
pl_PL PL
pl_PL PL en_US EN es_MX ES de_DE DE fr_FR FR it_IT IT zh_CN ZH ja JA pt_BR PT tr_TR TR ko_KR KO ar AR
KONTAKT

Archiwa miesiąca: marzec 2021

Materiały wielofazowe z wykorzystaniem nanoindentacji NANOVEA

Nanoindentacja wielofazowa metali

Badanie metalurgiczne materiału wielofazowego z wykorzystaniem nanoindentacji

Dowiedz się więcej

STUDIUM METALURGII
MATERIAŁU WIELOFAZOWEGO

PRZY UŻYCIU NANOINDENTACJI

Przygotowane przez

DUANJIE LI, dr & ALEKSIS CELESTIN

WPROWADZENIE

Metalurgia bada fizyczne i chemiczne zachowanie pierwiastków metalicznych, jak również ich związków międzymetalicznych i stopów. Metale, które poddawane są procesom obróbki, takim jak odlewanie, kucie, walcowanie, wyciskanie i obróbka mechaniczna, doświadczają zmian w swoich fazach, mikrostrukturze i teksturze. Zmiany te powodują zróżnicowanie właściwości fizycznych, w tym twardości, wytrzymałości, ciągliwości i odporności na zużycie materiału. Metalografia jest często stosowana w celu poznania mechanizmu powstawania takich specyficznych faz, mikrostruktury i tekstury.

ZNACZENIE LOKALNYCH WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH WŁAŚCIWOŚCI DLA PROJEKTOWANIA MATERIAŁÓW

Zaawansowane materiały często składają się z wielu faz o specjalnej mikrostrukturze i teksturze, aby osiągnąć pożądane właściwości mechaniczne dla docelowych zastosowań w praktyce przemysłowej. Nanoindentacja jest szeroko stosowany do pomiaru mechanicznych zachowań materiałów w małych skalach i ii. Jednakże, precyzyjne wybranie określonych miejsc do wgłębiania w bardzo małym obszarze jest trudne i czasochłonne. Niezawodna i przyjazna dla użytkownika procedura badań nanoindentacyjnych jest potrzebna do określenia właściwości mechanicznych różnych faz materiału z wysoką precyzją i terminowością pomiarów.

CEL POMIARU

W tej aplikacji mierzymy właściwości mechaniczne wielofazowej próbki metalurgicznej przy użyciu najpotężniejszego testera mechanicznego: NANOVEA PB1000.

Tutaj pokazujemy możliwości PB1000 w wykonywaniu pomiarów nanoindentacyjnych na wielu fazach (ziarnach) dużej powierzchni próbki z wysoką precyzją i łatwością obsługi przy użyciu naszego zaawansowanego kontrolera położenia.

NANOVEA

PB1000

Nanoindenter i tester zarysowań Nanovea PB1000
WARUNKI BADANIA

W tej pracy wykorzystano próbkę metalurgiczną z wieloma fazami. Próbka została wypolerowana do lustrzanego wykończenia powierzchni przed przeprowadzeniem testów wgłębnych. W próbce zidentyfikowano cztery fazy, a mianowicie FAZĘ 1, FAZĘ 2, FAZĘ 3 i FAZĘ 4, jak pokazano poniżej.

Advanced Stage Controller to intuicyjne narzędzie do nawigacji po próbce, które automatycznie dostosowuje prędkość poruszania się próbki pod mikroskopem optycznym na podstawie pozycji myszy. Im bardziej mysz jest oddalona od centrum pola widzenia, tym szybciej scena porusza się w kierunku wskazanym przez mysz. Zapewnia to przyjazną dla użytkownika metodę nawigacji po całej powierzchni próbki i wyboru zamierzonego miejsca do badań mechanicznych. Współrzędne miejsc testowych są zapisywane i numerowane, wraz z ich indywidualnymi ustawieniami testowymi, takimi jak obciążenia, szybkość ładowania/rozładowywania, liczba testów w mapie, itp. Taka procedura badawcza pozwala użytkownikom zbadać dużą powierzchnię próbki pod kątem konkretnych obszarów zainteresowania wgłębianiem i wykonać wszystkie testy wgłębiania w różnych miejscach w jednym czasie, co czyni go idealnym narzędziem do badań mechanicznych próbek metalurgicznych z wieloma fazami.

W tej pracy zlokalizowaliśmy poszczególne fazy próbki pod mikroskopem optycznym zintegrowanym z NANOVEA Tester mechaniczny według numeracji na RYSUNEK 1. Współrzędne wybranych miejsc są zapisywane, po czym następują automatyczne testy nanoindentacji wszystkie naraz w warunkach testowych podsumowanych poniżej

RYSUNEK 1: WYBÓR MIEJSCA NANOINDENTACJI NA POWIERZCHNI PRÓBKI.
WYNIKI: NANOINDENTACJE NA RÓŻNYCH FAZACH

Wgłębienia w różnych fazach próbki są wyświetlane poniżej. Wykazaliśmy, że doskonała kontrola położenia stopnia próbki w NANOVEA Tester mechaniczny pozwala użytkownikom precyzyjnie wskazać lokalizację docelową w celu przeprowadzenia badania właściwości mechanicznych.

Reprezentatywne krzywe obciążenie-przemieszczenie wgłębień przedstawiono w RYSUNEK 2oraz odpowiednią twardość i moduł Younga obliczone metodą Olivera i Pharraiii są podsumowane i porównane w RYSUNEK 3.


Na stronie FAZY 1, 2, 3 oraz 4 posiadają średnią twardość odpowiednio ~5,4, 19,6, 16,2 i 7,2 GPa. Stosunkowo niewielki rozmiar dla FAZY 2 przyczynia się do jego większego odchylenia standardowego wartości twardości i modułu Younga.

RYSUNEK 2: KRZYWE OBCIĄŻENIE-PRZEMIESZCZENIE
NANOINDENTACJI

RYSUNEK 3: TWARDOŚĆ I MODUŁ YOUNGA RÓŻNYCH FAZ

PODSUMOWANIE

W tym badaniu, zaprezentowaliśmy NANOVEA Mechanical Tester wykonujący pomiary nanoindentacyjne na wielu fazach dużej próbki metalurgicznej przy użyciu zaawansowanego sterownika Stage Controller. Precyzyjna kontrola pozycji pozwala użytkownikom na łatwe poruszanie się po dużej powierzchni próbki i bezpośrednie wybieranie obszarów zainteresowania do pomiarów nanoindentacyjnych.

Współrzędne położenia wszystkich wgłębień są zapisywane, a następnie wykonywane sukcesywnie. Taka procedura badawcza sprawia, że pomiar lokalnych właściwości mechanicznych w małych skalach, np. wielofazowej próbki metalu w tej pracy, jest znacznie mniej czasochłonny i bardziej przyjazny dla użytkownika. Twarde FAZY 2, 3 i 4 poprawiają właściwości mechaniczne próbki, posiadając średnią twardość odpowiednio ~19,6, 16,2 i 7,2 GPa, w porównaniu do ~5,4 GPa dla FAZY 1.

Moduły Nano, Micro i Macro urządzenia zawierają tryby pracy zgodne z normami ISO i ASTM - wgłębianie, zarysowanie i ścieranie, zapewniając najszerszy i najbardziej przyjazny użytkownikowi zakres badań dostępny w jednym systemie. Niezrównany zakres badań NANOVEA stanowi idealne rozwiązanie do wyznaczania pełnego zakresu właściwości mechanicznych cienkich lub grubych, miękkich lub twardych powłok, filmów i podłoży, w tym twardości, modułu Younga, odporności na pękanie, przyczepności, odporności na ścieranie i wielu innych.

i Oliver, W. C.; Pharr, G. M., Journal of Materials Research, Volume 19, Issue 1, Jan 2004, pp.3-20
ii Schuh, C.A., Materials Today, Volume 9, Issue 5, May 2006, pp. 32-40
iii Oliver, W. C.; Pharr, G. M., Journal of Materials Research, Volume 7, Issue 6, June 1992, pp.1564-1583

TERAZ POROZMAWIAJMY O TWOJEJ APLIKACJI

LIVE CHAT

Prawa autorskie © 2024 Nanovea. Wszelkie prawa zastrzeżone.