Multi-scale modelling of creep cavity nucleation and growth in polycrystalline Type 316 stainless steel
Multi-scale modelling of creep cavity nucleation and growth in polycrystalline Type 316 stainless steel
复制标题
多晶 316 型不锈钢蠕变空腔成核和生长的多尺度建模
DOI：
10.1080/14786435.2022.2121867
复制
发表时间：
2022
影响因子：
1.6
通讯作者：
Petkov M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Petkov M
高温发电厂条件下316型不锈钢常见的蠕变损伤模式是晶间气穴。对文献的回顾证实，316型中的空化是由成核控制的，这一点尚未完全理解。为了进一步深入了解这一过程的物理学，现有的应变为基础的经验和应力为基础的（经典成核理论）的成核模型进行了修改，在这项研究中，考虑实验观察到的功能的空腔成核类型316。该模型采用新开发的晶体塑性有限元（CPFE）界面单元框架内的本地。模拟结果表明，基于应变的模型作为局部非弹性应变率的函数并不能解释实验观察到的成核过程的物理性质。相比之下，修改后的经典形核理论是能够捕捉所观察到的宏观失效响应和微观结构中的孔洞分布的功能。一些缺失的功能被确定的机制模型，需要纳入未来的统一空腔成核理论。这些研究结果突出了成核过程的关键方面，这需要通过实验进行研究。
A common creep damage mode in Type 316 stainless steel under high-temperature power plant conditions is intergranular cavitation. A review of the literature has confirmed that cavitation in Type 316 is controlled by nucleation, which is not fully understood. In order to provide further insights into the physics of this process, existing strain-based empirical and stress-based (classical nucleation theory) nucleation models are modified in this study by considering experimentally-observed features of cavity nucleation in Type 316. The models are employed locally within a newly-developed crystal plasticity finite element (CPFE)-interface element framework. Modelling results suggest that the strain-based model as a function of local inelastic strain rate does not explain the physical nature of the nucleation process as observed experimentally. By contrast, the modified classical nucleation theory is able to capture features of the observed macroscopic failure response and the distribution of cavities in the microstructure. A number of missing features are identified in the mechanistic model, which need to be incorporated in future unified cavity nucleation theories. These findings highlight key aspects of the nucleation process, which need to be examined experimentally.
登录
查看更多内容
DOI：
--
发表时间：
1981
期刊：
影响因子：
--
作者：
B. Burton;W. Beeré
通讯作者：
W. Beeré
DOI：
10.1016/j.prostr.2016.06.111
发表时间：
2016
期刊：
Procedia structural integrity
影响因子：
--
作者：
Junjing He;R. Sandström
通讯作者：
Junjing He;R. Sandström
DOI：
10.1016/0001-6160(86)90141-0
发表时间：
1986-12
期刊：
Acta Metallurgica
影响因子：
--
作者：
M. Yoo;H. Trinkaus
通讯作者：
M. Yoo;H. Trinkaus
混合模式蠕变裂纹沿界面扩展的理论和计算研究
影响因子：
2.5
作者：
Elmukashfi E
通讯作者：
Elmukashfi E
DOI：
10.1016/0001-6160(81)90009-2
发表时间：
1981-10
期刊：
Acta Metallurgica
影响因子：
--
作者：
I. Chen;A. Argon
通讯作者：
I. Chen;A. Argon