Abstrakti
Vetyhauraus (VH) vaikuttaa haitallisesti useisiin insinöörimateriaaleihin, ja erityisesti sillä on merkittävä haitallinen vaikutus teräksiin korkean arvon teollisuuden kriittisissä sovelluksissa. Tämän väitöskirjan tavoitteena on lisätä ymmärrystä VH-ilmiöstä ja sen vaikutuksesta uusien martensiittisten terästen mekaaniseen suorituskykyyn, keskittyen seuraaviin kolmeen avainkysymykseen: (i) kokeellisten olosuhteiden parantaminen vetykonsentraation (CH) tarkkaan mittaamiseen, (ii) mekaanisen lujuuden arviointiin eri vetyhauraus- ja mekaanisen kuormituksen olosuhteissa ja (iii) uuden tekoälypohjaisen neuroverkkotyökalun kehittäminen, joka soveltuu aluksi tutkimaan vetytermisen desorptiospektroskopian (TDS) ja vedyn teräkselle aiheuttaman vahinkoalttiuden välistä suhdetta, ja jota edelleen kehitetään ennustamaan vetykonsentraation (CH) ja mekaanisen lujuuden välistä suhdetta mahdollistaen pienemmän määrän kokeellisia testejä. Kokeellisen tarkkuuden parantamiseksi vetyhaurastumistutkimuksissa tutkituissa teräksissä kehitettiin näytekappaleen jäähdytysjärjestelmä, joka integroitiin TDS-laitteiston ilmalukkoon. Uusi näytekappaleen jäähdytysjärjestelmä, joka mahdollistaa lämpötilan laskemisen 213˚K:een asti, osoittautui merkittäväksi parannukseksi CH-mittauksissa, mahdollistaen tarkemman analyysin saaduista termisistä desorptiospektreistä, jotka ovat arvokkaita vetyä sitovia mikrorakenteellisiä ansoja koskevassa analyysissä.
Neljän martensiittisen teräslajin vedynsitomiskykyä ja mekaanista suorituskykyä, joissa oli vaihteleva aiempien austeniittirakeiden (PAG) morfologia, tutkittiin yksiaksiaalisen vetokokeen ja TDS:n avulla eri vetyvarausolosuhteissa. Tulokset osoittavat, että vedyn sitoutuminen teräkseen samanlaisissa vetyvarausolosuhteissa, ilman ulkoista mekaanista kuormitusta, ei vaihtele terästen välillä. Vedyn sitoutumisen teräkseen havaittiin kuitenkin vaihtelevan ulkoisesta mekaanisesta kuormituksesta riippuen. Tämä vaihtelu ei suoraan riipu tai korreloi terästen eri PAG-morfologian kanssa. Lisäksi tulokset osoittivat, että vetykonsentraatiolla (CH) teräksessä on suurempi vaikutus vedyn tehostamaan vikaantumiseen johtavaan virumisnopeuteen kuin mekaanisella kuormituksella testattaessa teräksiä vakiokuormituksen alaisina.
Kehitetyillä tiheillä neuroverkkotyökaluilla, jotka käsittävät kolme erilaista mallia, arvioitiin teräksen vetyhaurastumisalttiuden ja vedyn aiheuttaman vikaantumisen kriittisen vetykonsentraation (CH) ennustamiseksi teräksessä noin 98%:n tarkkuudella. Neuroverkkomallien parantaminen koulutusaineistolla voi tuottaa tehokkaan työkalun terästen vetyhaurauden määrittelmiseen. Tämä voidaan tehdä pienemmällä määrällä aikaa vieviä kokeellisia testejä vaarallisilla ja monimutkaisilla laitteistoilla.
Julkaisun otsikon käännös | Vetyhaurauden vaikutus modernien martensiittisten korkeaujuuksisien terästen mekaaniseen lujuuteen : Kokeellinen analyysi ja tekoälypohjainen neuroverkkoennuste |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-64-1639-7 |
Sähköinen ISBN | 978-952-64-1640-3 |
Tila | Julkaistu - 2024 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- vetyhauraus
- lämpödesorptiospektroskopia
- martensiittiset korkean lujuuden teräkset
- kriittiset vetykonsentraatiot
- neuroverkko