The influence of surface oxides on the mechanical response of oxidized grain boundaries

OATAO is an open access repository that collects the work of Toulouse researchers and makes it freely available over the web where possible. This is an author-deposited version published in : http://oatao. Proton irradiation is generally used as a representative alternative of neutron irradiation to improve the current understanding of the mechanisms involved in IASCC. This study assesses the possibility of using heavy ions irradiation to evaluate IASCC mechanisms by comparing the irradiation induced modifications (in microstructure and mechanical properties) and cracking susceptibility of SA 304 L after both type of irradiations: Fe irradiation at 450 C and proton irradiation at 350 C. Irradiation-induced defects are characterized and quantified along with nano-hardness measurements, showing a correlation between irradiation hardening and density of Frank loops that is well captured by Orowan's formula. Both irradiations (iron and proton) increase the susceptibility of SA 304 L to intergranular cracking on subjection to Constant Extension Rate Tensile tests (CERT) in simulated nominal PWR primary water environment at 340 C. For these conditions, cracking susceptibility is found to be quantitatively similar for both irradiations, despite significant differences in hardening and degree of localization.

show abstract

“…It would be interesting to assess this hypothesis by micromechanical characterization of grain boundaries as shown in Refs. [50,51].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Characterization of ion irradiation effects on the microstructure, hardness, deformation and crack initiation behavior of austenitic stainless steel:Heavy ions vs protons

Gupta

Hure

Tanguy

et al. 2018

Journal of Nuclear Materials

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Since oxides are brittle in nature, which has been experimentally proved by many researchers [26][27][28]43], SCC cracks will initiate along the oxidized grain boundaries once the external loading is greater than their mechanical strength. Although intergranular oxidation was observed throughout the deformation layer, SCC microcracks were only observed in some regions and some other regions were free of SCC microcracks.…”

Section: The Effect Of Cold-worked Surface On the Crack Initiationmentioning

confidence: 99%

“…According to the intergranular selective oxidation mechanism, the basic assumption is that grain boundaries are preferentially oxidized once exposed to PWR primary water, becoming brittle and, therefore, susceptible to cracking. The brittle mechanical properties of the oxidized grain boundaries under the external loading have been experimentally observed by many researchers [26][27][28] through micromechanical testing. Although the chemistry and structure of the intergranular oxide ahead of SCC crack tips have been studied by, e.g., Bruemmer et al [5] and Shen et al [3] through transmission electron microscopy (TEM), the details of the intergranular selective oxidation in the grain boundaries ahead of SCC crack tips are still unclear, which may help understanding the SCC mechanisms.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Characterization of the crack initiation and propagation in Alloy 600 with a cold-worked surface

et al. 2019

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The crack initiation on a cold-worked surface of Alloy 600, exposed to simulated pressurized water reactor primary water, was mechanistically studied through high-resolution characterization. Mechanical polishing introduced a thin recrystallization layer on the specimen surface, which lead to the crack initiation along highlydeformed recrystallization grain boundaries after preferential oxidation. Intergranular crack propagation occurred once the initiation cracks met the matrix grain boundaries under the external loading and the residual stress introduced by the prior 20% cold working. The controlling mechanism of SCC crack propagation was believed to be an intergranular selective oxidation mechanism.

show abstract

“…Согласно механизму межзеренного селективно го окисления, основное предположение состоит в том, что границы зерен предпочтительно окисля ются после воздействия воды, становясь хрупкими и, следовательно, подверженными растрескива нию. Хрупкие механические свойства границ оки сленных зерен при внешней нагрузке были экспе риментально обнаружены многими исследовате лями [26,30,31] с помощью микромеханических испытаний.…”

Section: коррозионное растрескивание под напряжениемunclassified

Проблемы Коррозии И Физико-Механические Модели Разрушения Конструкционных Материалов Для Энергомашиностроения

Заворин¹,

Любимова²,

Буваков³

et al. 2019

IZVESTIYA

View full text Add to dashboard Cite

Актуальность исследования обусловлена необходимостью увеличения ресурса тепломеханического оборудования вследствие снижения потерь металла от коррозионных повреждений. Продление ресурса и диагностирование состояния конструкционных материалов энергетического оборудования обусловлено нарастанием степени его износа на действующих электростанциях. В связи с этим требуется тщательный анализ существующих механизмов образования и разрушения оксидных пленок, образования микротрещин, эволюции микротрещин с последующим развитием макротрещин и структурных факторов, влияющих на эти механизмы. Это будет способствовать подготовки к переходу на качественно более информативный масштабный уровень исследований – наноразмерный и даже атомный, без чего невозможно кардинально решать задачи сбережения материалов, используемых для изготовления элементов энергетического оборудования, эксплуатируемых в условиях высоких температур и давления среды. Цель: анализ состояния проблемы в направлении надежного выявления признаков предкоррозионного разрушения, а также установления механизмов последующей коррозии поверхностей нагрева парогенераторов и других теплообменных установок для получения объективных сведений о коррозионной стойкости и жаропрочности сталей для изделий энергетического машиностроения, а также с целью создания информационной базы для обоснования задач и методологии исследований в этом направлении. Результаты исследования состояния проблемы. Установлены определяющие механизмы коррозионного разрушения под действием эксплуатационных факторов. Углубление понимания закономерностей действия этих факторов требует получения результатов наблюдения не только в статичном стоянии объекта исследований, но и в динамике их изменения.

show abstract

The influence of surface oxides on the mechanical response of oxidized grain boundaries

Cited by 29 publications

References 14 publications

Characterization of ion irradiation effects on the microstructure, hardness, deformation and crack initiation behavior of austenitic stainless steel:Heavy ions vs protons

Characterization of ion irradiation effects on the microstructure, hardness, deformation and crack initiation behavior of austenitic stainless steel:Heavy ions vs protons

Characterization of the crack initiation and propagation in Alloy 600 with a cold-worked surface

Проблемы Коррозии И Физико-Механические Модели Разрушения Конструкционных Материалов Для Энергомашиностроения

Contact Info

Product

Resources

About