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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Three-dimensional characterization of duplex stainless steel by means of synchrotron radiation X-ray diffraction imaging techniques

verfasst von : Wolfgang Ludwig, M. Syha, N. Vigano, B. Dönges, A. Giertler

Erschienen in: Fatigue of Materials at Very High Numbers of Loading Cycles

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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The combined use of X-ray diffraction contrast tomography (DCT) and X-ray phase imaging techniques like phase contrast tomography and holotomography enable non-destructive characterization of the three dimensional grain and phase microstructure in austenitic-ferritic duplex stainless steel. Phase contrast tomography highlights discontinuities of the refractive index inside a material and is therefore ideally suited for imaging fatigue cracks and phase boundaries. The acquisition of phase images at multiple propagation distances allows for the two-step procedure of phase retrieval and tomographic reconstruction of the refractive index via holotomography. Combined with appropriate regularization and segmentation techniques, this technique provides the sensitivity to discriminate the minute difference in electron density between the austenitic and ferritic constituent phases of duplex steel. X-ray diffraction contrast tomography on the other hand exploits X-ray Bragg diffraction signals of the individual crystallites and yields three-dimensional grain orientation maps for each of the constituent phases (austenite and ferrite). Merging the results of both imaging modalities, the fidelity of the inter-phase boundaries (derived from X-ray holotomography) can be used to enhance the spatial fidelity of the 3D grain orientation maps produced by DCT. We have combined this microstructure characterization scheme with time lapse observations of a propagating fatigue crack by means of repeated phase contrast tomography inspection during an interrupted fatigue test. Access to the crack growth history and the crystallographic microstructure allow for qualitative analysis of fatigue crack – microstructure interactions and provides valuable input for refinement and benchmarking of image based crystal plasticity finite element calculations.

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Metadaten
Titel
Three-dimensional characterization of duplex stainless steel by means of synchrotron radiation X-ray diffraction imaging techniques
verfasst von
Wolfgang Ludwig
M. Syha
N. Vigano
B. Dönges
A. Giertler
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-24531-3_8

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.