Det är av teknisk betydelse att förstå ackumuleringen av plastiska skador eller deformationer i komponenter under olika driftsförhållanden för att kunna uppskatta deras livslängd.

Ett team av internationella forskare under ledning av ANSTO har jämfört två nya tekniker som kan användas för att bedöma graden av ackumulerad plastisk skada i legeringar genom att mäta mängden dislokationer som finns i mikrostrukturen.

Huvudförfattaren Dr. Ondrej Muránsky sa att de använde Electron Back-Scatter Diffraction (EBSD) och High-Resolution Synchrotron Diffraction (HRSD) för att få kompletterande information om de dislokationer som lagras av materialet som ett resultat av applicerad stress.

I studien publicerad i Acta Materialia , Muránsky och hans medarbetare från Queen's University (Kanada), University of California (USA), och Argonne National Laboratory (U.S.) jämförde EBSD- och HRSD-tekniker, och utvecklade Matlab-kod, som möjliggör en teoretisk uppskattning av plastiska skador på makroskopisk nivå från ESBD-data.

En recensent för Acta Materialia kommenterade, "För det första, den [tidningen] är mycket välskriven och ganska lätt att följa. Författarna har gjort ett bra försök att verkligen förklara de två olika metoderna väl för läsaren. För det andra, författarna är mycket ärliga i sina bedömningar och försöker inte dölja bristerna i någon av teknikerna."

Studien utvärderade fördelarna och bristerna med de två teknikerna genom att analysera samma prover med båda metoderna. Författarna använde Ni201, som är en modellmikrostruktur av hög temperatur, strålnings- och smältsalt korrosionsbeständiga legeringar för användning i framtida energigenerering och energilagringssystem.

Det visade sig att EBSD-tekniken var mer känslig för en liten mängd plastiska skador (minsta detekterbara mängden dislokationer är 2E12 m-2), medan HRSD-tekniken är mer exakt när man mäter större mängd plastskador (minsta detekterbara mängden dislokationer är 1E13 m-2).

"Sådant beteende framhäver komplementariteten hos EBSD och HRSD när man försöker kvantifiera dislokationer (plastiska skador) i ett material som har upplevt en okänd mängd ackumulerade plastskador under service, sa Muránsky.

Forskarna kunde härleda ett matematiskt samband mellan geometriskt nödvändiga dislokationer (GNDs) mätt med EBSD och storleken på koherent spridda domäner (CSDs) mätt med HRSD.

"Detta arbete hade inte varit möjligt utan exceptionellt arbete av Tim Palmer som noggrant förberedde prover för både EBSD- och HRSD-mätningar, sa Muránsky.

ESBD ​​genomfördes vid ANSTOs mikroskopianläggning. HRSD-mätningarna gjordes vid Advanced Photon Source vid Argonne National Laboratory i USA.

HRSD kommer att finnas tillgänglig på ANSTO när en ny avancerad diffraktions- och spridningsstrållinje byggs vid den australiska synkrotronen, som en del av Bright-projektet.