1.28.2.1.3.1 RPV acél alprojekt
az RPV acélokkal foglalkozó alprojekt a PERFECT-ben kifejlesztett eszközök, így az RPV-2 és a szívósság modulok fejlesztésén dolgozott.45
a szívóssági modult illetően a cél az volt, hogy az RPV acélok hasítási törésállósági viselkedésének leírására tökéletes módszereket dolgozzanak ki,és megfelelő törékeny szemcsék közötti törési kritériumot állítsanak elő, 46 a kalibrációs paraméterek fizikai megértésének megkeresésével és a megfelelő kalibrációs referencia esetek azonosításával. Ezekhez mind a mechanikai, mind a mikrostrukturális információknak lehetőleg rendelkezésre kell állniuk, vagy a projekt során azzá kell válniuk. Ebből a szempontból létrejött egy kapcsolat az FP7/LONGLIFE projekttel, amelynek során számos RPV acél alapos mechanikai és mikrostrukturális jellemzését végezték el.47 fejlett törésállósági modult (AFTM) fejlesztettek ki, amely teljes mértékben megvalósított négy törési modellt, részben különböző hatókörökkel: (1) cp-n alapuló, mikrostruktúrára alapozott törékeny törésmodell (mibf), amely a perfect32,48-ban végzett munka alapján és egy továbbfejlesztett CP-modell alkalmazásával a reprezentatív térfogat-és mintaméret-skálán a törés előrejelzését is magában foglaló lehetséges kiterjesztésekkel rendelkezik (lásd alább); (2) a Beremin-type49 fejlett lokális megközelítési modell, amely a mintaméret-skálán a törés előrejelzésére alkalmazható volt; (3) A Wallin-Saario-T (33,50) modell,amely kapcsolatot biztosít a törés modelljeivel viselkedés a reprezentatív térfogat-és mintaméreteknél; (4) módosított Bordet51,52 helyi megközelítésű mérnöki modell, amely elsősorban a besugárzott mintákból származó törésállósági adatok átvitelével foglalkozik az üzemben lévő RPV acél alkatrészekre. Ezeket a modelleket megfelelő referencia esetekre kalibrálták.
a szívóssági modellek javulása jelentősen függött a terhelés alatt lévő feszültségek és törzsek kiszámításának, azaz az áramlási viselkedésnek (makroszkopikus szakítógörbe) a besugárzott acélokban, a kristály plaszticitás és a homogenizálás szekvenciájának kombinálásával. Fontos előrelépés a PERFECT felé a fizikailag megalapozott konstitutív törvények kidolgozása volt a CP modellek számára a bcc kristályok alacsony és magas hőmérsékletű deformációs rendszereinek leírására, amelyek teljes mértékben a DD bemeneten alapultak, és kifejezetten tartalmazzák a sugárzási hibák hatását.53,54 a projektben egy összefüggő fontos lépés volt egy szisztematikus módszer kidolgozása a diszlokáció/hiba kölcsönhatás MD szimulációiból származó információk kinyerésére, amelyek közvetlenül felhasználhatók a DD szimulációkhoz.55-57 ez lehetővé tette a későbbi projektekben a keményedés helyes becslését, teljes mértékben többlépcsős számításon alapulva. Eközben egy sor MD szimuláció foglalkozott a diszlokációk kölcsönhatásának tanulmányozásával a komplex hibák több osztályával, például üresedést tartalmazó Cu és Cu-Ni klaszterekkel (amelyek létezését a besugárzott modellötvözetek PAS vizsgálata javasolta). Megállapítottuk,hogy az üres álláshelyek jelenléte kissé csökkenti ezeknek a klasztereknek az erejét, mint az él diszlokációinak akadályait, 58, de jelentősen növelik a csavaros diszlokációknak az oldott anyag klasztereken való áthaladásához szükséges stresszt, mivel spirális fordulatok alakulnak ki, amikor az üres helyeket a diszlokációs vonal felszívja.59 Hasonlóképpen,a diszlokációk kölcsönhatását a besugárzás által létrehozott prizmatikus diszlokációs hurkokkal, amelyeket vagy C atomok,60 vagy Cu, Mn és Ni atomok díszítettek, 61 MD tanulmányozta. A tanulmány kimutatta, hogy a hurokdekoráció jelentősen növeli ezeknek a hibáknak az erejét, mint a diszlokációs mozgás akadályait, megakadályozva azok felszívódását a diszlokációs vonalba.
az imént leírt típusú MD szimulációk annak köszönhetően váltak lehetővé,hogy a DFT folyamatosan növekvő használata a projekt62, 63 adatokat szolgáltatott a növekvő összetettségű ötvözetek interatomikus potenciáljának illesztésére, a kvaterner Fe-Cu-Ni-Mn64–66 rendszerig, fejlett módszertanok alkalmazásával.64,67 DFT volt az alapja az egyre kifinomultabb AKMC modellek fejlesztésének, amely lehetővé tette a (rövid távú) evolúció tanulmányozását olyan összetett ötvözetek besugárzása alatt, mint a Fe-Cu-Mn-Ni-Si-P.68,69
a DFT számítások, az MD szimulációk és az AKMC vizsgálatok együttes alkalmazása, valamint a REVE és PERFECT besugárzott modellötvözetek és RPV acélok kísérleti vizsgálatának elemzése, amelyet a projekt keretében előállított új ion besugárzással és besugárzás utáni izzítási eredményekkel igazoltak,a 70-72 új képet adott az oldott anyagcsoportok kialakulásáról és az RPV acélok sugárzási keményedésének és ridegségének eredetéről. Ugyanis egyre világosabbá vált, hogy az ezekben az acélokban érdekelt legtöbb oldott anyagot ponthibák (üres álláshelyek és öninterstitiálisok) migrálásával húzzák, az első példa a Cu,amely szintén mobil komplexeket képez üres állásokkal, 73 ami oldott anyagok szegregációjához vezet a ponthibás klasztereken. Ezt később mélyreható tanulmányok is megerősítették.74,75 ezt a folyamatot tovább segíti az a tény, hogy affinitás van az oldott anyagok és a ponthibás klaszterek (kis üregek és prizmatikus diszlokációs hurkok) között,amelyet a projektben az interatomikus potenciálok felhasználásával kiemeltek,76-78, valamint kísérletek, 70-72, majd később megerősítették, hogy általános tendencia a testre szabott nagy léptékű DFT szimulációk.79,80 így ponthiba klaszterek katalizálják az oldott klaszterek kialakulását, amelyek termodinamikailag stabil fázisoknak felelhetnek meg (de nem kell). Ezenkívül a mátrixkárosodás (ponthiba-klaszterek) és a csapadék (oldott anyag klaszterek) közötti hagyományos különbség elmosódik. A projekt a DFT tudás és a PERFECT-től örökölt interatomikus potenciál kihasználásával is erőfeszítéseket tett a szén oldatban való hatásának megértésére, amelynek szerepe egyre világosabbá vált az egydimenziósan vándorló prizmatikus hurkokat csapdába ejtő szén-üresedési komplexumok létrehozásában.81 ugyanakkor nem hanyagolták el a Cu mint kicsapódó faj specifikusságát,és kiterjedt tanulmányokat szenteltek a Cu Csapadék stabilitásának,82 amelyet a betöltetlen állások fokoznak, 83 és a Cu Csapadék szimulációjának.84
ez a kép indította el azt a kísérletet, hogy fokozatosan bevezessék az atomi szinten azonosított mechanizmusokat (az oldott anyagok húzása és felhalmozódása ponthibás klaszterekben) az OKMC vagy RT alapú mikrostruktúra-evolúciós modellekben: ez a folyamat folytatódott a későbbi projektekben, és még mindig folyamatban van (lásd alább a H2020/SOTERIA projektet). Ennek megfelelően először az FE-C85,86 és Fe-Cu-C87 OKMC modelljeit fejlesztették ki, majd később az Fe-C-MnNi-t szürke ötvözet közelítéssel,88,89 azaz, beleértve az oldott anyagok hatását a paramétereken keresztül, nem pedig kifejezetten. Ezek a modellek először ésszerűen kielégítő magyarázatot adtak a REVE kísérlet PIE-jéből származó megfigyelésekre.22-26 az OKMC szimulációk számítási intenzitása miatt azonban az integrált modulban az RPV acélok folyáshatár-növekedésének előrejelzéséhez láncolandó modellek csak sebességegyenleteken alapulhattak, ahogy az RPV-13 és RPV-228 modulokban is történt. Ezért szükséges volt az RT vonal mentén is haladni,a Crescendo cluster dynamics code (70,87,90) kidolgozásával,amely jelentősen javított numerikus stabilitást mutatott a korábban az RPV-1 és az RPV-2 kódhoz képest. A CD-megközelítés fő korlátja, hogy olyan mechanizmusok bevezetése, mint például az egydimenziósan vándorló hurkok csapdázása szén-üresedési komplexekkel, vagy az oldott anyagok ponthibákkal történő húzása, nem olyan egyszerű, mint az OKMC-ben, míg a kémiai komplexitás továbbra is egy oldott anyagra korlátozódik (ebben az esetben Cu), Lásd még pl. 91.