Descripción del proyecto
Pequeñas deformaciones que crean grandes problemas para piezas estructurales
Los grandes componentes estructurales de los motores aeronáuticos y las aplicaciones de las centrales eléctricas soportan cargas enormes y temperaturas extremas a diario. Estas amenazas obvias pueden crear deformaciones microscópicas, invisibles e insidiosas en la subsuperficie que pueden acabar por destruir dichos componentes, con consecuencias graves. La oxidación puede acelerar la deformación de la subsuperficie, lo que, a su vez, aumenta la reactividad de la superficie, creando así un ciclo peligroso de destrucción. El proyecto HT-S4DefOx, financiado con fondos europeos, está desarrollando técnicas experimentales y simulaciones para caracterizar mejor las interacciones térmicas, mecánicas y químicas que modulan la evolución de las deformaciones en la subsuperficie. Un mayor conocimiento sobre el comportamiento de los materiales debería permitir mejorar los diseños y las tecnologías de supervisión, así como realizar intervenciones más tempranas para ampliar la vida de componentes estructurales críticos.
Objetivo
Structural materials exposed at high temperatures (650C-1200C) and severe loads are prone to both local oxidation-assisted deformation and deformation-assisted surface reactivity. Material evolutions within the sub-surface region affected by oxidation (0.1 to 100 m deep gradient) generally drive premature damage and the unexpected ruin of bulky structural components. Therefore, assessing the evolutions of the local deformation at the sub-grain scale at high temperature using micro- and mesomechanical approaches is the key point to clarify thermo-mechano-chemical interactions favouring early damage. HT-S4DefOx aims to tackle such small-scale and pluridisciplinary investigations on Ni-based and Ti-based model materials. Advanced high temperature micromechanical techniques (high resolution-digital image correlation (HR-DIC), in-situ TEM mechanical testing, in-situ micropillar/nanoindentation testing, synchrotron nano-tomography and topotomography) will be purposely coupled with numerical simulations (phase field-coupled crystal plasticity finite element methods). My unique expertise in mesoscale ultrathin specimen preparation and testing allows the present experimental investigation of the coupling between surface reactivity and local deformations. The development of novel mesoscale flexural techniques with real-time 3D observation of the specimen deformation up to 1000C will finally bridge the gap between micro- and macroscale mechanical characterisations, with an emphasis on graded properties materials. Investigating sub-surface behaviour during oxidation lies in the inability to achieve robust measurement at such hidden location. In addition, the surface texture evolution while oxide growth constitutes another significant obstacle. Therefore, smart surface monitoring for high temperature HR-DIC at the microscale and inverse numerical methods will give unique and quantitative information on the local mechanical behaviour of such invisible materials.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véase: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Palabras clave
Programa(s)
Convocatoria de propuestas
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2020-STG
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ERC-STG -Institución de acogida
75794 Paris
Francia