不锈钢晶粒中氢驱动位错与应变场演化的直接成像
材料科学
2025-12-19 v5
摘要
氢脆（HE）对用于氢气生产和利用的材料耐久性构成重大挑战。解开驱动HE的竞争性纳米尺度机制通常依赖于模拟和电子透明样品技术，限制了对块体材料中氢致位错行为的实验洞察。本研究采用原位布拉格相干X射线衍射成像来跟踪奥氏体316不锈钢块体晶粒在充氢过程中的三维位错和应变场演化。跟踪单个位错揭示了氢增强的迁移率和弛豫，与位错动力学模拟一致。后续观察揭示了位错脱钉和攀移过程，这可能是由渗透力驱动的。此外，位错核心周围的纳米尺度应变分析直接测量了氢致弹性屏蔽。这些发现实验验证了理论预测，并为氢驱动位错行为提供了机制性见解。量化的纳米尺度现象可作为多尺度建模框架的关键输入，以预测块体材料响应并加速抗HE合金的开发。
引用
@article{arxiv.2501.12364,
title = {Direct Imaging of Hydrogen-Driven Dislocation and Strain Field Evolution in a Stainless Steel Grain},
author = {David Yang and Mujan Seif and Guanze He and Kay Song and Adrien Morez and Benjamin de Jager and Dmytro Nykypanchuk and Ross J. Harder and Wonsuk Cha and Edmund Tarleton and Ian K. Robinson and Felix Hofmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.12364},
year = {2025}
}
备注
19 pages, 5 figures