MX precipitate behavior in an irradiated advanced Fe-9Cr steel: Self-ion irradiation effects on phase stability
本研究针对聚变堆用先进Fe-9Cr低活化铁素体/马氏体钢，探究不同温度和损伤水平下自离子辐照对MX-TiC析出相稳定性的影响，揭示其温度主导的响应规律并结合模型分析机制，为优化高抗辐照钢种提供依据。
2024-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Internal stresses analysis on welded joint in Grade 91 steel under creep test: synchrotron DRX tests and modelling
对91钢焊接接头蠕变损伤的分析和认识是能源行业的一个重要课题。在600 $^{\circ}$ C、100 MPa下对焊接接头进行蠕变试验，然后在预期寿命的0%、10%、30%、50%、80%和失效后中断。蠕变损伤的特征在于仅位于临界热影响区（ICHAZ）中样品核心的空洞带。在蠕变条件下，使用\textit{in situ}同步加速器XRD沿焊接接头测试这些样品的不同蠕变寿命。试验结果表明，焊接接头具有明显的应变演化和蠕变损伤特征，且在热影响区（HAZ）有一个局部极大值。在此之后，进行有限元蠕变应变分析与实验结果进行比较。
2022-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Drawing of the wire of low-carbon steel: plasticity resource, optimal reduction, structure, properties
研究了45钢拉拔变形后变形量对塑性资源消耗的影响。列出了损伤累积理论和实验研究的结果。一个就业的扫描电子显微镜观察亚微孔的可能性被证明。
2014-11-29 cond-mat.mtrl-sci
In-situ localization of damage in a Zn-Al-Mg coating deposited on steel by continuous hot-dip galvanizing
本研究通过扫描电镜原位拉伸试验，揭示了Zn-Al-Mg镀层中孪生诱发共晶区裂纹萌生的新损伤机制，并建立了裂纹萌生与扩展的事件时序。
2024-07-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
On the critical role of martensite hardening behavior in the paradox of local and global ductility in dual-phase steels
针对双相钢全局塑性与局部塑性存在的悖论，本文通过微观力学统计研究发现马氏体硬化行为是核心影响因素，相力学性能差异的提升会增强全局塑性但削弱局部塑性，为研发兼具两类塑性的钢材提供了关键方向。
2022-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic plasticity and damage in two-phase steels: on the competing role of crystallography and phase contrast
本文揭示了金属材料的微观力学方面，其微观结构包括两个或多个阶段的晶粒。局部塑性响应由（i）单个晶粒滑移系的相对取向差和（ii）相的不同机械性能决定。这两种机制在细观尺度上的相对重要性尚不清楚：塑性响应是由晶粒的各向异性主导的，还是这种效应被两相之间的机械对比所压倒？答案影响了这种材料在中尺度上的建模，但也提供了在该长度尺度上产生的断裂机制的见解。到目前为止，这个问题只针对特定的晶体学和机械性能进行了讨论。相比之下，本文系统地研究了这个问题，使用大量的相位分布，晶体学和材料参数。结果发现，宏观和介观（晶粒平均）塑性响应的两个极端的建模选择（晶体塑性或各向同性塑性）收敛与增加的相位差。当硬相的屈服应力比软相高四倍时，晶体学的效果完全被相差压倒。当该比值小于2时，其影响不可忽略。然而，即使在这种情况下，断裂起始也由相的局部布置控制。后者是量化的，在本文中通过平均安排的相周围的断裂起始位点。
2016-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of void evolution in sheet bending based on statistically representative microstructural data for the Gurson-Tvergaard-Needleman model
钢板中的韧性损伤是由空洞引起的。预测弯曲构件中的孔洞分布对产品设计至关重要。由于孔隙体积分数是Gurson-Tvergaard-Needleman（GTN）模型中的状态变量，因此将其应用于预测弯曲过程中的孔隙演化。材料参数识别的基础上的力-位移曲线的双相钢，也通过从全景扫描电子显微镜图像获得的统计微观结构信息。利用最近提出的一种基于机器学习算法的GTN模型的空泡体积分数和特定空泡数的确定方法。
2020-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical behavior of ion-irradiated ODS RAF steels strengthened with different types of refractory oxides
本文研究了Y2O3、Al2O3和ZrO2三种难熔氧化物强化的ODS钢在Ar离子辐照下的结构与力学行为，发现强化氧化物类型与辐照损伤响应密切相关，并提出了改性层中的主导机制。
2023-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Defects and Impurity Properties of VN precipitates in ARAFM Steels: Modelling using a Universal Machine Learning Potential and Experimental Validation
Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；University of Oxford（牛津大学）
本研究通过机器学习势和实验验证，探讨了VN沉淀在高辐照下的缺陷行为及溶解机制，揭示了空位有序对辐照损伤的抑制作用及溶质对溶解速率的影响。
2026-01-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Deformation Behaviour of Ion-Irradiated FeCr: A Nanoindentation Study
了解结构钢的塑性机制对于下一代聚变反应堆的运行至关重要。元素组成，特别是存在的Cr的量，和辐照可以对铁素体/马氏体钢的机械性能具有单独和协同作用。离子辐照FeCr合金的研究有助于从机理上理解钢的辐照损伤。之前对离子辐照FeCr的研究并未明确区分引发塑性的位错成核与随着塑性的发展它们在材料中的传播。在这项研究中，Fe 3 Cr，Fe 5 Cr，和Fe 10 Cr与20 MeV的Fe $^{3+}$离子在室温下照射到标称剂量为0.01 dpa和0.1 dpa。纳米压痕进行了与Berkovich和球形压头的提示，以研究位错的成核和随后的传播。辐照诱导缺陷的存在降低了位错形核的理论剪应力和势垒。Cr的存在进一步增强了这种效果，由于增加保留的辐照缺陷。然而，与来自预先存在的源（例如Frank-Read源和晶界）的位错成核相比，这种组合效应仍然很小。FeCr的屈服强度随辐照损伤和Cr含量的增加而增加，是位错活动性的一个指标。由于Cr的存在而增加的辐照缺陷的保留也进一步增加了屈服强度。辐照后还观察到加工硬化能力降低。Cr和辐照损伤的协同效应对FeCr中位错的传播比其形核更重要。
2021-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Statistical analysis of the material, geometrical and imperfection characteristics of structural stainless steels and members
传统的基于构件的两步设计方法包括在当前的钢结构结构规范，以及最近的基于系统的直接设计的替代方案，需要建立严格的结构可靠性框架的校准的分项系数（阻力系数），以实现指定的目标可靠性要求。影响结构强度及其随机变化的关键设计参数通常由设计标准中的标称值或特征值建模，这些标称值或特征值与需要从实际样品上的测量值校准的部分系数相结合。虽然结构钢的材料和几何特性的统计表征在过去几十年中得到了巩固，但由于可用数据库有限，有关结构不锈钢表征的信息几乎不存在。因此，本文提出了发展的不锈钢结构和部件的可靠性框架的基本成分，通过统计特征的主要随机参数影响他们的强度，通过一个全面的数据库，从文献中收集。根据收集的数据，提出了适当的概率模型的几何性能，材料性能，缺陷和不同的不锈钢合金和横截面或产品类型的残余应力。这些数据同样适用于现有规范中描述的基于构件的可靠性分析和针对不锈钢结构直接设计的基于系统的分析。
2021-10-26 cond-mat.mtrl-sci
MX precipitate behavior in an irradiated advanced Fe-9Cr steel: Helium effects on phase stability
本文通过双离子辐照实验研究了氦、温度和原子位移对先进Fe-9Cr RAFM合金中MX析出相行为的影响，发现氦在高温和中等损伤下抑制析出相的辐照增强生长，但在高剂量下对溶解无影响。
2024-07-28 cond-mat.mtrl-sci
XPS on corrosion products of ZnCr coated steel: on the reliability of Ar+ ion depth profiling for multi component material analysis
X射线光电子能谱学结合Ar+离子蚀刻是一个强大的概念，以确定不同的化学状态的化合物的深度分布，重要的是获得信息的表面下或层界面。发生溅射损伤的可能性是已知的，但对锌基钢涂层（如ZnCr）的腐蚀产物的研究还不够充分。因此，在这项工作中，根据对离子溅射的稳定性研究参考材料。事实上，一些研究的化合物显示出非常不稳定的化学性质。根据这些研究结果，可以对实际样品的深度剖面的可靠性进行评级，以避免对所观察到的化学物质的误解。
2014-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
In situ nonlinear Rayleigh wave technique to characterize the tensile plastic deformation of stainless steel 316L
声非线性参数β对位错参数敏感，位错参数在塑性形变过程中连续变化。结构/部件中基于位错的损伤是失效的根源;因此，β已被研究为非破坏性评估的度量。这项工作包括两个部分：在现场的非线性瑞利波测量的实验装置的发展，和表征的β对施加的应力在不同水平的初始塑性应变的依赖。首先，我们介绍了一个可重复的原位非线性超声测量的实验装置和方法。详细介绍了设计考虑和测量方案。在第二部分中，在增量单调拉伸试验期间原位测量β。在弹性形变过程中，测得的β随塑性应变单调减小，但对外加应力相对不敏感。这一结果突出了三个方面的β的演变，这还没有得到足够的强调，在以前的工作：在弹性形变过程中所施加的应力β的明显不敏感性，降低β与塑性形变，和饱和的β。我们将β降低的趋势归因于在塑性形变过程中β随塑性环长度的缩放，这取决于初始微观结构。β在1.8%的饱和度与位错结构的平面到波浪形的过渡相吻合。在这项工作中提出的原位非线性超声实验方法是显着的，因为原位结果可以提供更广泛的见解β和位错为基础的损伤演化比非原位测量单独。
2022-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chemical heterogeneity enhances hydrogen resistance in high-strength steels
本研究提出利用微观结构中的化学异质性（富锰区）局部增强抗裂性和氢捕获能力，使高强度钢的抗氢脆性能提升两倍，且不损失强度与延展性。
2023-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Automated Segmentation of Large Image Datasets using Artificial Intelligence for Microstructure Characterisation, Damage Analysis and High-Throughput Modelling Input
针对阈值法难以分割复杂显微组织的问题，提出基于 nnU-Net 与 GAN 的两种 AI 分割方法，并在双相钢 SEM 图像中验证其泛化性及面向表征、损伤分析和有限元建模的价值。
2024-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Tuning load redistribution and damage near heterogeneous interfaces
本文研究了异质基底上架构化薄膜的界面失效机制，发现分级微结构能在不牺牲峰值应力和失效比功的前提下，通过弹性相互作用核的淬灭局部各向异性将损伤限制在预设表面并阻止裂纹扩展。
2024-05-29 cond-mat.mtrl-sci
MatSegNet: a New Boundary-aware Deep Learning Model for Accurate Carbide Precipitate Analysis in High-Strength Steels
Department of Mining and Materials Engineering, McGill University（麦吉尔大学采矿与材料工程系）；Department of Mechanical Engineering, McGill University（麦吉尔大学机械工程系）
MatSegNet通过深度学习模型实现高强钢中复杂轮廓碳化物的精确分割与定量分析，揭示LB和TM在碳化物特性上的相似性，挑战传统碳化物取向区分方法。
2026-03-23 cond-mat.mtrl-sci cs.CV cs.LG
Damage threshold evaluation of thin metallic films exposed to femtosecond laser pulses: the role of material thickness
飞秒脉冲激光器的使用由于其能够促进在微米和纳米长度尺度上制造精确图案的能力而受到显著关注。有效的材料加工的一个关键问题是准确确定与激光峰值能量密度相关的损伤阈值，在该阈值下，在被照射的固体表面上发生最小的损伤。尽管以前的大量报道集中在评估导致损伤的激光条件上，但对尺寸与光学穿透深度相当的薄膜的光学和热响应的研究仍然是一个未探索的领域。在这份报告中，详细的理论分析的各种参数的影响，如光子能量和材料厚度对各种金属（金，银，铜，铝，镍，钛，铬，不锈钢）的损伤阈值进行了研究。一个多尺度的物理模型，相关的能量吸收，电子激发，弛豫过程和最小的表面改性，导致材料损伤的发病。理论模型与一些实验结果的令人满意的协议表明，损伤阈值评估方法可以代表一个系统的方法，设计高效的基于激光的制造系统和优化的处理结果，为各种应用。
2022-07-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Degradation-Aware and Machine Learning-Driven Uncertainty Quantification in Crystal Plasticity Finite Element: Texture-Driven Plasticity in 316L Stainless Steel
本研究提出一种机器学习驱动的框架，结合晶体塑性有限元模拟与代理模型，量化316L不锈钢焊接件中织构变异性导致的塑性不确定性，识别Cube和Goss织构为退化关键因素，大幅降低计算成本。
2025-05-24 cond-mat.mtrl-sci stat.AP
A Comparison of Surrogate Constitutive Models for Viscoplastic Creep Simulation of HT-9 Steel
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文面向HT-9钢粘塑性蠕变模拟，基于VPSC数据构建分段响应面与混合专家两种局部代理本构模型，并证明后者预测精度更优。
2025-09-05 cond-mat.mtrl-sci cs.CE cs.LG
Optimizing site-specific specimen preparation for Atom Probe Tomography by using hydrogen for visualizing radiation-induced damage
本研究提出一种利用氢可视化辐照损伤的APT样品制备工作流程，通过消除制备诱导损伤，实现对双相中锰钢中固有氢陷阱的研究。
2023-10-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Influence of Inter-Pulse Delay and Geometric Constraints on Damage and Optical Characteristics in thin Metal Targets Irradiated by Double Ultrashort Laser Pulses
Institute of Electronic Structure and Laser (IESL), Foundation for Research and Technology (FORTH)（电子结构与激光研究所，研究与技术基金会）
本文研究双超短激光脉冲对薄金属靶损伤和光学特性的影响，通过理论分析探讨脉冲间隔和几何约束对激光诱导损伤阈值的影响，为激光微加工和纳米制造提供理论基础。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Graph theoretical approaches for the characterization of damage in hierarchical materials
我们讨论的相关性的方法，图论的研究在简单的模型材料描述的随机保险丝模型的损伤。虽然这种方法在处理规则的随机晶格时并不常用，这些晶格模拟无序但统计均匀的材料，但它们在具有表现出复杂多尺度图案的微结构的材料中变得相关。我们具体解决的情况下，分层材料，其故障，由于一个不寻常的断裂模式，没有得到很好的描述，无论是损伤渗流或裂纹成核和增长。我们发现，在这些系统中，初期故障是伴随着增加的特征向量本地化和拓扑维数下降。我们提出这两个新的指标作为可能的候选人，以监测系统的方法失败。因此，它们提供了替代方案，以监测的雪崩活动的变化，这是经常调用的候选人在材料中的故障预测，表现出临界的行为在故障，但可能不工作的情况下，分层材料表现出无标度雪崩统计，甚至非常远离临界负载。
2018-12-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Impact of chemical short-range order on radiation damage in Fe-Ni-Cr alloys
本研究通过分子动力学模拟揭示化学短程有序（CSRO）对Fe-Ni-Cr合金缺陷特性和辐照行为的影响，发现高CSRO通过俘获效应降低缺陷扩散率并改变间隙原子团簇分布，强调在辐照微观结构演化研究中需纳入CSRO效应。
2023-01-23 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
A Nanomechanical Testing Framework Yielding Front&Rear-Sided, High-Resolution, Microstructure-Correlated SEM-DIC Strain Fields
具有改进的机械性能的新型多相合金的持续开发需要对纳米级变形机制进行定量的微观结构分辨观察，例如，多相界面这就需要一种超越先进测试方法的组合方法，如对散装材料进行微尺度应变测绘和对单个晶粒进行微米级变形测试。我们提出了一个纳米机械测试框架，该框架经过精心设计，集成了几种最先进的测试和表征方法：（i）对精心挑选和隔离的多相样品进行定义明确的纳米拉伸测试，（ii）通过最近开发的InSn纳米DIC散斑图案，结合前后侧原位SEM-DIC测试的前后侧SEM-EBSD微观结构表征，（iii）通过应用SEM扫描伪影校正和DIC去卷积来辅助优化DIC应变映射，以提高空间分辨率，（iv）新颖的微结构-应变对准框架，以提供前侧和后侧、纳米级、微结构分辨的应变场，以及（v）变形配置中的微结构、应变和SEM-BSE损伤图的直接比较。在一个微米级的双相钢试样上的演示，包含一个不相容的铁素体-马氏体界面，展示了如何解开纳米级的变形机制。离散的板条边界对齐的马氏体应变局部化过渡到扩散铁素体塑性的界面，揭示了纳米级的正面和背面的微观结构应变对齐和DIC相关性的优化。所提出的框架产生了前后对齐的微观结构和应变场，提供了变形的3D解释，并为先进的多相模拟的前所未有的验证提供了新的机会。
2022-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
SPARSE -- Efficient High-Resolution SEM Imaging of Rare Microstructural Features Across Large Areas by Selective Rescanning
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；TU Dortmund（多特蒙德工业大学）
本文提出一种开放源代码的Python框架，通过两阶段方法提高SEM成像效率，实现稀有微观特征的高分辨率成像，显著减少成像时间。
2026-04-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
