Institute of Fundamental Technological Research

The article presents results of the investigation of the quantitative evaluation of the degree of damage, described by the measure of accumulated plastic strain obtained in a static tensile test, using selected non-destructive techniques. Inconel 718 alloy was tested. The tests were conducted using a new type of specimens of variable cross-sectional area of measuring part. This provided a continuous distribution of plastic strain in the gage part of the specimen. The permanent deformation that varies along the sample axis enables an analysis of damage induced by a plastic deformation. The proposed method enables replacing the series of specimens by one sample. Degradation of the alloy corresponds with the changes of the electromagnetic properties of the material—the phase angle of the complex impedance of the eddy current, as well as with acoustics properties of material—acoustic birefringence of ultrasonic waves. It allows to determine the degree of damage of the material using noninvasive, non-destructive methods. Using the damage parameter proposed by Johnson it is possible to obtain the correlation between the non-destructive results and a damage degree of the material. The presented testing method delivers information about changes in the material structure caused by permanent deformation.

nondestructive testing, damage parameter, phase angle of eddy current, acoustic birefringence

Zaprezentowane wyniki wskazują na możliwość ilościowej oceny stopnia uszkodzenia, opisanego miarą skumulowanego odkształcenia plastycznego, uzyskanego w statycznej próbie rozciągania, z wykorzystaniem prądów wirowych. Badaniom poddano próbkę o zmiennym polu przekroju w całym zakresie części pomiarowej. Użycie próbki o takiej geometrii umożliwia uzyskanie pola deformacji, której wartość zmienia się wzdłuż osi próbki. Znajomość wartości odkształcenia trwałego w danym przekroju próbki w połączeniu z analizą struktury w tym miejscu pozwala na prześledzenie ewolucji uszkodzenia struktury materiału wywołanej jego deformacją trwałą. Na takiej próbce, poddanej próbie rozciągania, wykonano profil zmian kąta fazowego sygnału prądowirowego w kolejnych obszarach o zmiennym stopniu uszkodzenia. Dokonując korelacji pomiędzy stopniem uszkodzenia wyrażonym miarą parametru uszkodzenia oraz wartością mierzonego kąta fazowego, determinowaną lokalnymi zmianami przewodności elektrycznej i przenikalności magnetycznej uzyskano zależność wskazującą na możliwość nieniszczącej oceny stopnia degradacji materiału poddanego obciążeniom przekraczającym wartość granicy plastyczności.

ocena uszkodzenia, lokalne pomiary odkształcenia, prądy wirowe