Metoden som kan förutspå egenskaper hos nya material
Av Elin Nittmar
Testet kallas för instrumenterad indragning och innebär att man skjuter in en indragsspets i ett utvalt material för att mäta hårdhet och styvhet.
Den data som extraherats från materialet har forskarna använt för att uppskatta spänning och töjning för andra material med hjälp av beräkningssimuleringar. Det framgår i ett pressmeddelande och detaljer kring tekniken finns i tidskriften Science and Technology of Advanced Materials: Methods.
Spänning- och töjningskurvan är viktig för att förstå egenskaperna hos ett material. Den data som kommer ut från testet används också för att bygga omfattande materialdatabaser som sedan kan användas med AI för att förutsäga egenskaper hos nya material.
Metoden fungerar däremot inte på alla typer av material. Forskarna märkte att det var svårt att uppskatta egenskaper på så kallade ”höghärdade legeringar”, det vill säga metallegeringar som stål som stärkts genom fysikaliska processor som smide och valsning.
För att tillvägagångsättet ska fungera optimalt på dessa legeringar krävs det fler experiment, vilket kostar både tid och pengar.
Forskarna Ta-Te Chen från University of Tsukuba och Ikumu Watanabe från National Institute for Materials Science i Japan har tagit fram en ny beräkningsmodell för att extrahera den extra informationen från instrumenterade indragningstester på arbetshärdande legeringar.
– Vårt tillvägagångssätt bygger på en redan existerande modell, vilket gör den redo att användas i industrin. Det är också tillämpligt på befintliga data, inklusive hårdhet, säger Ikumu Watanabe i pressmeddelandet.
Det går ut på att kombinera resultaten från de två beräkningsmodellerna power-law och linjära härdningsmodeller. Dessa modeller producerar egna spänningsplastiska töjningskurvor från data som insamlats från intryckningstesterna. Genom att kombinera dessa, tillsammans med den ursprungliga spännings- och töjningskurvan, ger det ytterligare data som visar en mer holistisk bild av egenskaperna hos de härdade legeringarna.
Forskarna testade metoden genom att använda det på ett höghärdande rostfritt stål.
– Vi har utökat detta tillvägagångssätt till att även utvärdera mekaniska egenskaper vid förhöjda temperaturer, vilket kan bidra till utvecklingen av högtemperaturlegeringar, avslutar Ta-Te Chen.