研究背景
研究方法
材料：HR3C奥氏体钢
X射线计算机断层扫描(CT)：高分辨率3D成像，可视化蠕变孔洞和微裂纹的分布和连接。
三维原子探针(3DAP)：纳米级分析，用于研究晶界和界面的元素组成，溶质元素在促进蠕变损伤中的作用。
研究亮点
蠕变孔洞演化：蠕变孔洞的体积分数随着蠕变时间的增加而增加，这是由单个孔洞的生长和聚合驱动的。
微裂纹形貌：沿晶界观察到不规则层状或“W”形微裂纹，微裂纹的数量和尺寸随着应力水平的降低而减小。
元素偏析：M₂₃C₆/γ 界面富含P和Si元素，这会在应力作用下促进蠕变孔洞和微裂纹的形核。
应力影响：应力对蠕变孔洞的分布和微裂纹的扩展路径有重要影响。较低的应力水平倾向于促进沿晶蠕变损伤，而较高的应力水平会导致穿晶裂纹。
图2. 不同应力下横截面和纵截面的微观组织
研究意义
该研究定量揭示了HR3C奥氏体钢蠕变孔洞的三维形貌特征及演化，并分析了元素偏析和应力对蠕变损伤的影响，为预测其蠕变寿命和设计更安全的超超临界机组提供了重要参考。
图3. 150 MPa/13730 h样品中蠕变孔洞的分布
图4. 150 MPa/13730 h样品中孔洞和微裂纹的三维形貌特征和SEM形貌
Z. Zhang, Z. Gao, H. Tu, X. Wang, X. Mao, J. Wang, D. Diebel, Z. Hu, Three-dimensional characteristic and evolution of creep cavity and microcrack of HR3C austenitic heat resistant steel after long-term creep at 650 °C, Engineering Failure Analysis 164 (2024) 108634. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2024.108634.
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编辑寄语
三维探究蠕变孔洞化对深入理解蠕变失效至关重要，是一个有价值、有意义的研究方向。期待更多学者开展相关研究，共同推动该领域的进展。
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