1.28.2.1.3.1 RPV-teräsalahanke
RPV-teräksiä käsittelevä alahanke pyrki parantamaan täydellisesti kehitettyjä työkaluja, siis RPV-2-ja sitkeysmoduuleja.45
sitkeysmoduulin osalta tavoitteena oli kehittää täydelliset menetelmät pilkkomismurtumien sitkeyskäyttäytymisen kuvaamiseksi RPV-teräksissä ja keksiä sopiva rakeiden välinen hauras murtumakriteeri, 46 etsimällä fyysistä ymmärrystä kalibrointiparametreista ja tunnistamalla sopivat kalibrointivertailutapaukset. Näistä sekä mekaanisia että mikrorakenteisia tietoja olisi mieluiten oltava saatavilla tai ne olisi saatava hankkeen kuluessa. Tässä yhteydessä luotiin yhteys FP7 / LONGLIFE-hankkeeseen, jossa tehtiin useiden RPV-terästen perusteellinen mekaaninen ja mikrorakenne.47 kehitettiin advanced fracture toughness module (AFTM), joka täysin toteutti neljä murtumamallia osittain eri laajuuksilla: (1) mikrorakenteeseen perustuva haurasmurtumamalli (MIBF), joka perustuu CP: hen ja johon voidaan mahdollisesti sisällyttää murtumien ennustaminen edustavalla tilavuus-ja näyteasteikolla, joka perustuu perfect32,48: ssa tehtyyn työhön ja käyttäen parannettua CP-mallia (KS. jäljempänä); (2) Beremin-type49 advanced local approach-malli, jota sovellettiin murtumien ennustamiseen näyteasteikolla; (3) Wallin-Saario-Törrönen (WST) – malli,33,50, joka tarjoaa yhteyden murtumakäyttäytymisen malleihin edustavat tilavuusasteikot ja näytteenottoasteikot; (4) modifioitu Bordet51,52 local approach engineering-malli, joka käsittelee ensisijaisesti murtolujuustietojen siirrettävyyttä säteilytetyistä näytteistä käytössä oleviin RPV-teräskomponentteihin. Kaikki nämä mallit oli kalibroitu sopiviin vertailutapauksiin.
sitkeysmallien paraneminen riippui merkittävästi edistysaskeleista kuormitettujen jännitysten ja jännitysten laskennassa, ts.virtauskäyttäytymisessä (makroskooppinen vetokäyrä) säteilytetyissä teräksissä, yhdistämällä peräkkäin kidemuovisuus ja homogenointi. Tärkeä edistysaskel PERFEKTIN suhteen oli kehittää fyysisesti perusteltuja konstitutiivisia lakeja CP-malleille kuvaamaan matalan ja korkean lämpötilan muodonmuutosjärjestelmiä BCC-kiteissä, jotka perustuivat täysin DD-syötteeseen ja sisälsivät nimenomaan säteilyvirheiden vaikutuksen.53,54 hankkeessa otettiin tähän liittyvä tärkeä askel, kun kehitettiin systemaattinen tapa poimia MD-simulaatioista dislokaation ja vian vuorovaikutusta koskevia tietoja, joita voitaisiin käyttää suoraan DD-simulaatioissa.55-57 tämä mahdollisti sen, että myöhemmissä hankkeissa voitiin saavuttaa oikea, monitasoiseen laskelmaan perustuva karkaisuarvio. Samaan aikaan MD-simulaatioissa tutkittiin dislokaatioiden vuorovaikutusta useiden monimutkaisten vikaluokkien kanssa, esimerkiksi tyhjiä Cu-ja Cu-Ni-klustereita (joiden olemassaoloa vihjattiin säteilytettyjen malliseosten pas-tutkimuksissa). Havaittiin,että avoimien työpaikkojen läsnäolo vähentää hieman näiden klusterien lujuutta esteenä reunojen sijoiltaanmenoille, 58, mutta ne lisäävät merkittävästi painetta, joka tarvitaan ruuvin sijoiltaanmenojen kulkemiseen soluttuvien klustereiden läpi, koska kierteiset käännökset muodostuvat, kun avoimet työpaikat imeytyvät sijoiltaanmenolinjaan.59 samoin MD tutki dislokaatioiden vuorovaikutusta säteilytyksellä syntyneiden prismaattisten dislokaatiosilmukoiden kanssa,joita koristivat joko C-atomit, 60 tai Cu -, Mn-ja Ni-atomit, 61. Tutkimus paljasti, että silmukkakoristelu lisää merkittävästi näiden vikojen lujuutta dislokaatioliikkeen esteinä estämällä niiden imeytymistä dislokaatiolinjaan.
juuri kuvatun tyypin MD-simulaatiot tulivat mahdollisiksi sen ansiosta,että DFT: n jatkuvasti kasvava käyttö projektin62, 63 puitteissa tarjosi dataa, joka sopi atomien välisiin potentiaaleihin yhä monimutkaisemmille seoksille aina kvaternaariseen Fe-Cu-Ni-Mn64–66-järjestelmään asti kehittyneiden menetelmien avulla.64,67 DFT oli myös pohjalla yhä hienostuneempien akmc-mallien kehittämisessä, joka mahdollisti (lyhyen aikavälin) evoluution tutkimisen säteilytettynä niin monimutkaisille seoksille kuin Fe-Cu-Mn-ni-Si-P.68,69
DFT-laskelmien, MD-simulaatioiden ja AKMC-tutkimusten yhdistetty käyttö sekä REVE-ja PERFECT-tuotteiden säteilytettyjen malliseosten ja RPV-terästen kokeellinen tutkimus, jota hankkeen aikana saadut uudet ionisäteilytystulokset ja säteilytyksen jälkeiset hehkutustulokset vahvistavat, 70-72 saivat aikaan uuden kuvan soluterästen muodostumisesta sekä RPV-terästen säteilyn kovettumisen ja haurastumisen alkuperästä. Kävi nimittäin yhä selvemmäksi, että useimmat näistä teräksistä kiinnostuneet liuokset ovat muuttuvien pistevikojen (avoimet työpaikat ja itse-interstitiaalit) raahaamia, joista ensimmäinen esimerkki on Cu,joka muodostaa myös liikkuvia komplekseja avoimien työpaikkojen kanssa, 73 mikä johtaa ratkaisevaan erotteluun pistevikaklustereissa. Tämä vahvistettiin myöhemmin perusteellisissa tutkimuksissa.74,75 tätä prosessia suosii edelleen se, että on olemassa affiniteetti solutes ja point-defect klustereita (pienet ontelot ja prismatic dislokaatiosilmukat), joka korostettiin projektissa käyttäen interatomic potentials,76-78 sekä kokeita, 70-72 ja myöhemmin vahvistettiin olevan yleinen suuntaus mittatilaustyönä suuren mittakaavan DFT simulaatioita.79,80 näin ollen pistemäiset klusterit katalysoivat sellaisten soluttuneiden klusterien muodostumista, jotka voivat (mutta eivät välttämättä) vastata termodynaamisesti stabiileja faaseja. Lisäksi tavanomainen ero matriisivaurioiden (pistevirheet) ja saostumien (solute klusterit) välillä hämärtyy. Hankkeessa panostettiin myös DFT-tietämyksen ja PERFECTILTÄ periytyvien atomisten potentiaalien hyödyntämiseen, jotta ymmärrettäisiin hiilen vaikutus ratkaisussa, jonka rooli tuli yhä selvemmäksi hiili-tyhjiökompleksien luomisessa, jotka vangitsevat yksiulotteisia siirtyviä prismasilmukoita.81 samaan aikaan,spesifisyys Cu saostuvat lajit ei laiminlyöty ja laajoja tutkimuksia omistettu vakautta Cu saostumat,82 joka on lisääntynyt avoimet työpaikat, 83 ja simulointi Cu saostuminen.84
tämä kuva käynnisti yrityksen ottaa atomitasolla tunnistetut mekanismit asteittain käyttöön okmc: hen tai RT: hen perustuvissa mikrorakenteen kehitysmalleissa: prosessi, joka jatkui myöhemmissä projekteissa ja on edelleen käynnissä (katso H2020/SOTERIA-projekti alla). Näin ollen kehitettiin OKMC-mallit Fe-C85,86 ja Fe-Cu-C87 ensin, ja myöhemmin Fe-C-MnNi harmaaseoksen approksimaatiossa 88,89 eli,mukaan lukien liuosten vaikutus parametrien kautta eikä eksplisiittisesti. Näillä malleilla saatiin ensimmäistä kertaa kohtuullisen tyydyttävä selitys REVE-kokeen piirakasta tulleille havainnoille.22-26 OKMC-simulaatioiden laskennallisen intensiteetin vuoksi integroituun moduuliin ketjutettavat mallit RPV-terästen myötölujuuden kasvun ennustamiseksi voivat kuitenkin perustua vain nopeusyhtälöihin, kuten RPV-13 ja RPV-228-moduuleissa oli tehty. Sen vuoksi oli tarpeen edetä myös RT-linjalla työstämällä crescendo-klusteridynamiikkakoodia 70, 87, 90, jolla oli huomattavasti parempi numeerinen stabiilisuus verrattuna RPV-1: ssä ja RPV-2: ssa aiemmin käytettyyn koodiin. CD-lähestymistavan tärkein rajoitus on se, että mekanismien, kuten yksiulotteisten siirtyvien silmukoiden ansoittaminen hiili-tyhjiökomplekseilla tai liuenneiden pisteiden vetäminen pistevirheillä, käyttöönotto ei ole yhtä suoraviivaista kuin OKMC: ssä, kun taas kemiallinen monimutkaisuus rajoittuu yhteen liukoiseen (tässä tapauksessa Cu), KS.myös esim. Ref. 91.