3D mikrostrukturanalys av deformationshärdning i bergborrstift genom neutrontomografi

Viktiga resultat som projektet gav

Funktionalitetstest kring användandet av neutronspridning för kompositmaterialet hårdmetall. Syftet är att bättre förstå deformationshärdningsmekanismer i materialet. För att uppfylla detta är en penetrerande och oförstörande analys av en hårdmetallkomponent genom neutronspridningstekniker av intresse. Med nya insikter kring härdningsmekanismerna är målet att bättre kunna optimera materialegenskaperna hos hårdmetallen. Projektgruppen bestod av representanter från MAU, ESS, LU och Sandvik Mining and Rock Solutions.

Långsiktiga effekter som förväntas

De två testade diffraktionsmetoderna visade variationsskillnader i gitterparameten för WC med avseende på avstånd från ytan. Trots detta var det möjligt att observera hur gitterparametern förändrades inuti komponenten och därmed studera effekten av deformationshärdningen för WC fasen. Dock visade det sig vara mer komplicerat att utvärdera effekterna i bindefasen. Bristfällig statistik från denna fas samt svårigheter att separera WC och Co påträffades under experimenten. Detta uppvisar behovet av fortsatt metodutveckling av neutronspridningsteknikerna.

Upplägg och genomförande

Neutrondiffraktion användes för att studera töjningar i gittret som funktion av avstånd inuti en hårdmetallkomponent. Matrisen bestod av två hårdmetallsorter som utsatts för tre nivåer av deformation. Två olika diffraktionsmetoder testades. Den första var ”time-of-flight” diffraktion som utfördes på instrumentet TAKUMI på J-PARC. Den andra var monokromatiskdiffraktion som utfördes på instrumentet SALSA på Institut Laue Langevin (ILL). Vidare genomfördes även ett testförsök med neutrontomografi på instrumentet IMAT på ISIS.