Deterioration assessment of materials is essential to the continued effective operation of critical components in thermal power plants. Establishing the degree of creep exhaustion of power engineering alloys operating at high temperatures and stresses guides maintenance strategies to ensure reliable plant operation. Within progressive inspection philosophies, traditional laboratory-based creep testing is often difficult to conduct on ex-service steel due to the limited material availability from which to machine standard specimen geometries. This work investigates a technique for the measurement of creep strain curves at several stresses and at 600°C from a single test using a nontraditional specimen geometry together with full-field strain measurement through digital image correlation (DIC). Of interest is ex-service X20CrMoV12-1 (X20) which is widely used in older, subcritical thermal power plants. The paper aims to show that multiple creep curves can be resolved over a spatially varying stress field using DIC whilst preserving material economy. Differences in creep behaviour between ex-service X20 with varying levels of service exposure are evident from quantitative comparisons of the creep strain and rate curves through threshold stress computation which agrees with hardness measurements and microstructural observation of subgrains and precipitates using electron microscopy. These single-specimen tests yield high densities of creep data which can be used in the calibration of creep damage models for characterisation of ex-service X20.

中文翻译：

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使用数字图像相关性在非均匀应力场上测量退役 12% Cr 钢的蠕变变形

材料的劣化评估对于火电厂关键部件的持续有效运行至关重要。确定在高温和应力下运行的电力工程合金的蠕变耗竭程度可指导维护策略，以确保可靠的工厂运行。在渐进式检测理念中，传统的基于实验室的蠕变测试通常难以对退役钢材进行，因为加工标准试样几何形状的材料可用性有限。这项工作研究了一种使用非传统试样几何形状以及通过数字图像相关 (DIC) 进行的全场应变测量的单次测试在多个应力和 600°C 下测量蠕变应变曲线的技术。令人感兴趣的是退役的 X20CrMoV12-1 (X20)，它广泛用于较旧的亚临界火力发电厂。该论文旨在表明可以使用 DIC 在空间变化的应力场上解析多条蠕变曲线，同时保持材料经济性。通过阈值应力计算对蠕变应变和速率曲线进行定量比较，可以明显看出具有不同使用暴露水平的退役 X20 之间的蠕变行为差异，这与使用电子显微镜对亚晶粒和析出物的硬度测量和微观结构观察一致。这些单样本测试产生高密度的蠕变数据，可用于校准蠕变损伤模型，以表征退役 X20。该论文旨在表明可以使用 DIC 在空间变化的应力场上解析多条蠕变曲线，同时保持材料经济性。通过阈值应力计算对蠕变应变和速率曲线进行定量比较，可以明显看出具有不同使用暴露水平的退役 X20 之间的蠕变行为差异，这与使用电子显微镜对亚晶粒和析出物的硬度测量和微观结构观察一致。这些单样本测试产生高密度的蠕变数据，可用于校准蠕变损伤模型，以表征退役 X20。该论文旨在表明可以使用 DIC 在空间变化的应力场上解析多条蠕变曲线，同时保持材料经济性。通过阈值应力计算对蠕变应变和速率曲线进行定量比较，可以明显看出具有不同使用暴露水平的退役 X20 之间的蠕变行为差异，这与使用电子显微镜对亚晶粒和析出物的硬度测量和微观结构观察一致。这些单样本测试产生高密度的蠕变数据，可用于校准蠕变损伤模型，以表征退役 X20。通过阈值应力计算对蠕变应变和速率曲线进行定量比较，可以明显看出具有不同使用暴露水平的退役 X20 之间的蠕变行为差异，这与使用电子显微镜对亚晶粒和析出物的硬度测量和微观结构观察一致。这些单样本测试产生高密度的蠕变数据，可用于校准蠕变损伤模型，以表征退役 X20。通过阈值应力计算对蠕变应变和速率曲线进行定量比较，可以明显看出具有不同使用暴露水平的退役 X20 之间的蠕变行为差异，这与使用电子显微镜对亚晶粒和析出物的硬度测量和微观结构观察一致。这些单样本测试产生高密度的蠕变数据，可用于校准蠕变损伤模型，以表征退役 X20。