Strength analysis of nitrided layers on austenitic stainless steel based on acoustic emission (AE) mesurements

The aim of this work was to characterize deformation and failure mechanisms of layers formed during nitriding on austenitic stainless steel. The characterization was based on acoustic emission measurements performed during the static tensile test. The experimental work included the plasma nitriding process of stainless steel grade 304 samples, microhardess measurements, microstructural investigation and XRD phase analysis. The main investigation technique used was the acoustic emission measurement. The acoustic characteristics - RMS voltage, and energy, have turned out to be especially useful, as they enable to determine the real yield limit, the exact stress-strain conditions of fracture initiation at the nitrided surface and the dynamics of the fracture progress.

Detonacja jest zjawiskiem, które znane jest nauce od ponad stu lat. Na ogół rozumiemy ten proces szybkiego spalania, jednak szczegóły struktury detonacji i jej mechanizm chemiczny są nadal przedmiotem intensywnych badań ze względu na ich znaczenie praktyczne. W ostatnim okresie prace badawcze nad silnikiem z wirującą detonacją (RDE) dały nowy impuls dla badań nad zjawiskiem detonacji. Z powodu geometrycznej złożoności zjawiska wirującej i obracającej się detonacji, konieczne są nowe narzędzia do badań, eksperymentalne i numeryczne. Szczególnie ważne są bardzo silne programy do symulacji silników z wirującą detonacją. Powinny one umożliwić rozwiązanie szczegółów w polu przepływu, które są niedostępne lub nawet niemożliwe do uzyskania z analizy wyników eksperymentalnych. Z drugiej strony, jeżeli zostaną one potwierdzone, mogą być one użytecznym narzędziem w przyszłości do optymalizacji silnika z wirującą detonacją. W artykule przedstawiono najnowsze próby wykorzystania takich metod, które mają umożliwić trójwymiarowe modelowanie detonacji – w ogólności, a w szczególności – modelowanie silnika z wirującą detonacją.