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(noticias nanowerk) Un nuevo enfoque utiliza datos de un tipo de prueba en pequeñas muestras de aleaciones metálicas para extraer suficiente información para construir bases de datos que puedan usarse para predecir las propiedades y el potencial de nuevos materiales.
Los detalles fueron publicados en la revista. Ciencia y tecnología de materiales avanzados: métodos. (“Estimación basada en datos de las propiedades plásticas en el modelo de endurecimiento por trabajo que combina la ley de potencia y el endurecimiento lineal mediante una prueba de indentación instrumentada”).
La prueba se llama sangría instrumentada. Implica introducir una punta de penetrador en un material para examinar algunas de sus propiedades, como la dureza y la rigidez elástica. Los científicos han utilizado los datos obtenidos de la penetración instrumental para estimar la curva tensión-deformación de los materiales mediante simulaciones por ordenador. Esta curva y los datos que proporciona son importantes para comprender las propiedades de un material. Estos datos también se utilizan para crear extensas bases de datos de materiales que pueden usarse junto con la inteligencia artificial para predecir nuevos materiales.
Un problema que enfrentan los científicos es que este enfoque para estimar las propiedades de los materiales es limitado cuando se trata de materiales llamados aleaciones de alta resistencia: aleaciones metálicas como el acero que se fortalecen mediante procesos físicos como el laminado y el forjado. Sólo se puede estimar información limitada a partir de la curva de estos materiales. Para obtener la información adicional necesaria para determinar sus propiedades, sería necesario realizar más experimentos, lo que requiere tiempo, esfuerzo y dinero.
Ta-Te Chen de la Universidad de Tsukuba e Ikumu Watanabe del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS) de Japón han desarrollado un nuevo enfoque computacional para extraer esta información adicional de pruebas de indentación instrumentadas en aleaciones de endurecimiento por trabajo.
“Nuestro enfoque se basa en un modelo existente y lo prepara para su uso en la industria. También es aplicable a los datos existentes, incluida la dureza”, afirma Watanabe.
El enfoque implica combinar los resultados de dos modelos computacionales, la ley de potencia y el modelo de endurecimiento lineal, que crean sus propias curvas individuales de tensión-deformación plástica a partir de información de pruebas de penetración. La combinación de los datos de ambas curvas proporciona datos adicionales que, cuando se agregan a la curva tensión-deformación original, brindan una imagen más holística de las propiedades de las aleaciones de endurecimiento por trabajo.
Los científicos validaron su método aplicándolo a un acero inoxidable de alta resistencia.
«Hemos ampliado este enfoque para evaluar también las propiedades mecánicas a temperaturas elevadas, lo que puede contribuir al desarrollo de aleaciones de alta temperatura», dice Chen.
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