duktilbrittletransisjon

Duktilbrittletransisjon, ofte referert til som duktil-til-sprø-transisjon, er en temperaturavhengig endring i bruddmekanismen hos mange metalliske legeringer, spesielt karbonstål. Ved høyere temperaturer er bruddet duktil og karakterisert av betydelig plastisk deformasjon; ved lavere temperaturer blir bruddet sprøtt med liten eller ingen plastisk deformasjon. Overgangen beskrives av en transisjons- eller DBTT, som angir temperaturen der mekanismen skifter dominerende.

Årsaken ligger i at mobiliteten til dislokasjoner og evnen til plastisk deformasjon avtar ved lavere temperaturer. Underkrysning av slipestier og redusert mobilitet gjør cleavage-brudd mer sannsynlig. Mikrostrukturen, kornstørrelse, tilstedeværelse av andre faser og forurensninger påvirker DBTT betydelig. Metoder som varmebehandling og legeringsvalg kan endre transisjonstemperaturen og dermed materialets lavtemperaturtoughness.

DBTT bestemmes ofte med slagprøver som Charpy V og Izod, hvor slagfasthet måles som funksjon av temperatur. DBTT kan defineres som temperaturen der andelen sprø brudd når 50 prosent eller slagenergien når en terskelverdi. Resultatene brukes i designkoder og materialvalg for å sikre nødvendig bruddmotstand i kalde miljøer.

Påvirkende faktorer og mottiltak: høyere nikkelinnhold og andre legeringselementer, lavere karboninnhold, finere kornstruktur og riktig varmebehandling reduserer DBTT. Varmebehandling (normalisering, herding og temperering) samt thermo-mechanical processing kan forbedre lavtemperaturtoughness. For kalde applikasjoner velger man ofte austenittiske eller høy-nikkel legeringer som beholder duktilitet ved lave temperaturer.

Betydning: duktilbrittletransisjonen har hatt stor innvirkning på sikkerhet og design av strukturer som rørledninger, skip og offshore installasjoner i kalde klima. Det er et sentralt begrep i metallurgi og materialvitenskap for å forstå og forbedre materiale motstand mot sprø brudd.