低温拉伸测试系统用于同时在现场进行中子衍射和数字图像相关应变分析
Takuro Kawasaki1, Stefanus Harjo1, Wu Gong1
1J-PARC Center, Japan Atomic Energy Agency, 2-4 Shirakata, Tokai, Naka, Ibaraki 319-1195, Japan.
The Review of scientific instruments
|September 2, 2025
概括
一个新的冷拉伸测试系统将中子衍射与数字图像相关性 (DIC) 结合起来,用于精确的材料分析. 该系统精确地测量局部应变,改善了材料科学中变形诱导的马氏体变化的特征.
科学领域:
- 材料科学
- 机械工程
- 物理
背景情况:
- 中子衍射对于理解变形过程中的材料结构变化至关重要.
- 精确测量局部应变对于描述复杂物质行为至关重要,特别是在冷温度下.
- 之前的方法通常依赖于散装应变测量,这对于非均变形场景来说可能是不够的.
研究的目的:
- 开发和验证一种用于现场中子衍射的新型低温拉伸测试系统.
- 整合数字图像相关性 (DIC) 进行精确的宏观应变分布测量.
- 通过将局部应变与晶体变化相关联来改善变形诱导的马氏体变化的特征.
主要方法:
- 开发一种与中子衍射相容的冷拉伸测试系统.
- 集成数字图像相关性 (DIC) 技术进行实时应变映射.
- 超细粒度304不钢在77K的拉力测试,结合现场中子衍射和DIC.
主要成果:
- 开发的系统成功地在室温下20K进行了拉伸测试.
- DIC测量显示了局部菌株分布,提供比总样品菌株更准确的数据.
- 通过DIC考虑局部宏观应变来增强变形诱导的马氏体变化的特征.
结论:
- 集成系统可以准确地测量局部应变并同时捕获晶体变化.
- 这种方法显著改善了用于材料研究的中子衍射数据的解释,特别是在非均的变形条件下.
- 使用DIC开发的冷拉伸测试系统是先进材料表征的宝贵工具.
