晶粒尺度IN718低周疲劳机制

揭示疲劳裂纹萌生路径

原位SEM-EBSD观察揭示微缺口附近裂纹萌生与扩展的晶粒尺度机制，与远处瞬时断裂机制形成对比。

Guanghao, Guo · 江汶乡 · Xuan, Liu · Jutian, Chen · Longyu, Li · Wang, Jin · 张跃飞 · 张泽

Journal of Materials Research and Technology 2023

技术优势

直接看见裂纹在哪萌生

原位SEM观察结合EBSD晶体学信息，确定了微缺口附近裂纹沿最易激活滑移带萌生于晶内，而不是在晶界。

给出两种断裂机制

通过晶粒尺度裂纹特征分析，区分了微缺口附近由微裂纹合并导致的扩展和远处由晶间塑性应变积累导致的瞬时断裂。

模拟与实验相互印证

晶体塑性有限元模拟的应变演化与实验一致，进一步验证并补充了实验观察到的滑移带局部化和晶间变形。

应用场景

• 镍基高温合金构件寿命评估：利用晶粒尺度裂纹萌生机制改进寿命预测模型，精准评估构件剩余寿命。
• 航空发动机热端部件耐久性：识别微缺口等应力集中处的疲劳裂纹萌生特征，指导热端部件抗疲劳设计。
• 金属疲劳裂纹扩展预测：基于微裂纹合并和晶间应变积累机制，建立更可靠的裂纹扩展路径预测准则。