Toughness

1.28.2.1.3.1RPV steelサブプロジェクト

RPV steelのサブプロジェクトは、PERFECTで開発されたツール、つまりRPV-2とtoughnessモジュールを改善するために働いていました。45

靭性モジュールに関して、目的は、rpv鋼のへき開破壊靭性挙動を記述するための完璧な方法を進化させ、適切な脆性粒界破壊基準を考え出すことでした46校正パラメータの物理的理解を求め、適切な校正基準ケースを特定することによって。 これらのために、機械的および微細構造的情報の両方が好ましく利用可能であるか、またはプロジェクトの過程でそうなるべきである。 この点に関して、リンクは複数のRPVの鋼鉄の完全な機械および微細構造の性格描写が遂行されていたFP7/LONGLIFEのプロジェクトと作成された。47高度な破壊靭性モジュール(AFTM)が開発され、部分的に異なるスコープを持つ四つの破壊モデルを完全に実装しました: (1)PERFECT32,48で行われた作業に基づいて、改善されたCPモデル(下記参照)を使用して、代表体積および試料スケールでの破壊予測を含む可能な拡張を伴うcpに基づそして標本のスケール; (4)照射された試験片からサービス中のRPV鋼部品への破壊靭性データの伝達性を主に扱う修正されたBordet51,52ローカルアプローチ工学モデル。 これらのモデルはすべて、適切な基準ケースで校正されました。

靭性モデルの改善は、連続した結晶可塑性と均質化を組み合わせることにより、照射鋼における負荷下の応力とひずみ、すなわち流れ挙動(巨視的引張曲線)の計算の進歩に大きく依存した。 PERFECTに関する重要な一歩は、DD入力に完全に基づいており、放射線欠陥の影響を明示的に含んでいたBCC結晶の低温および高温変形レジームを記述するためのCPモデルの物理的に確立された構成則の開発であった。53,54このプロジェクトで取られた相関のある重要なステップは、DDシミュレーションに直接使用できる転位/欠陥相互作用のMDシミュレーションから情報を抽出する体系的な方法の精緻化でした。55-57これにより、その後のプロジェクトでは、マルチスケール計算に完全に基づいて、硬化の正しい推定を達成することができました。 一方、MDシミュレーションのセットは、例えば空格子点を含むCuとCu-Niクラスター(その存在は照射されたモデル合金のPAS検査によって示唆された)のような複雑な欠陥のいくつかのクラスと転位の相互作用の研究に対処した。 空格子点の存在は、エッジ転位の障害としてこれらのクラスターの強度をわずかに低下させることが分かった58が、転位線による空格子点の吸収時にヘリカルターン形成のために、スクリュー転位が溶質クラスターを通過するために必要な応力を有意に増加させることが分かった。59同様に、照射によって作成され、C原子、60またはCu、MnおよびNi原子、61のいずれかによって装飾されたプリズム転位ループと転位の相互作用は、MDによって調 その結果,ループ装飾は転位線への吸収を妨げることにより,転位運動の障害としてのこれらの欠陥の強度を有意に増加させることが明らかになった。

前述のタイプのMDシミュレーションは、project62,63の枠組みにおけるDFTの使用が着実に増加していることにより、高度な方法論を用いて、第四級Fe-Cu-Ni-Mn64–66系まで、複雑さが増している合金の原子間ポテンシャルに適合するデータを提供したことにより可能になった。64,67DFTは、Fe-Cu-Mn-Ni-Si-Pのような複雑な合金の照射下での(短期的な)進化の研究を可能にした、これまで以上に洗練されたAKMCモデルの開発の基盤にもあ68,69

DFT計算、MDシミュレーション、AKMC研究と、REVEおよびPERFECTの照射モデル合金およびRPV鋼の実験的検討の分析を組み合わせて、プロジェクト内で生成された新しいイオン照射および照射後アニーリングの結果によって裏付けられた70-72は、溶質クラスターの形成およびrpv鋼の放射線硬化および脆化の起源に関する新しい絵を浮かび上がらせた。 すなわち、これらの鋼に関心のあるほとんどの溶質は、移動点欠陥(空格子点と自己格子間原子)によって引きずられ、最初の例はCuであり、空格子点との移動錯体を形成し、73点欠陥クラスタ上の溶質偏析につながることがますます明らかになった。 これは後に詳細な研究によって確認されました。74,75このプロセスは、溶質と点欠陥クラスター(小さな空洞とプリズム転位ループ)との間に親和性があるという事実によってさらに支持され、原子間ポテンシャル、76-78と実験、70-72を使用してプロジェクトで強調され、後にオーダーメイドの大規模なDFTシミュレーションによって一般的な傾向であることが確認された。79,80このように点欠陥クラスターは、熱力学的に安定な相に対応する溶質クラスターの形成を触媒する(しかし、する必要はありません)。 さらに,マトリックス損傷(点欠陥クラスタ)と析出物(溶質クラスタ)の間の従来の区別はぼやけている。 このプロジェクトはまた、DFTの知識とPERFECTから継承された原子間ポテンシャルを活用して、溶液中の炭素の効果を理解するために努力しました。81同時に、析出種としてのCuの特異性は無視されず、広範な研究は、cu析出物の安定性、空格子点によって増加する82、83およびCu析出のシミュレーションに84

この写真は、OKMCまたはRTのいずれかに基づく微細構造進化モデルにおいて、原子レベルで同定されたメカニズム(点欠陥クラスターでの溶質の引張りと蓄積)を漸進的に導入しようとする試みを引き起こした。 したがって、Fe-C85、86およびFe-Cu-C87のOKMCモデルが最初に、後にfe-C-MnNiの灰色合金近似では、88、89、すなわち、明示的ではなくパラメータによる溶質の効果を含 これらのモデルは,REVE実験のパイからの観測について合理的に満足のいく説明を初めて提供した。22-26しかし、OKMCシミュレーションの計算強度のために、RPV鋼の降伏強度増加を予測するために統合モジュールでチェーンされるモデルのタイプは、RPV-13およびRPV-228 したがって、以前にRPV-1およびRPV-2で使用されていたコードに対して大幅に改善された数値安定性を示したクレッシェンドクラスタダイナミクスコード70、87、90に取り掛かることによって、RTラインに沿っても進行する必要があった。 CDアプローチの主な制限は、炭素-空格子点錯体による一次元移動ループのトラップ、または点欠陥による溶質のドラッグのようなメカニズムの導入は、OKMCのように簡単ではないが、化学的複雑さは一つの溶質(この場合はCu)に限定されたままであることである。 91.

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