1.28.2.1.3.1 rpv stål underprosjekt
underprosjektet PÅ RPV stål jobbet for å forbedre verktøyene utviklet I PERFEKT, dermed RPV – 2 og seighet moduler.45
Når det gjelder seighetsmodulen, var målet å utvikle DE PERFEKTE metodene for å beskrive spaltningsfrakturhardhetsadferd i RPV-stål og komme opp med et passende sprø intergranulært bruddkriterium,46 ved å søke fysisk forståelse av kalibreringsparametrene og ved å identifisere egnede kalibreringsreferansetilfeller. For disse bør både mekanisk og mikrostrukturell informasjon helst være tilgjengelig, eller bli så i løpet av prosjektet. Til dette formål ble det opprettet en kobling MED fp7 / LONGLIFE-prosjektet, der en grundig mekanisk og mikrostrukturell karakterisering av flere rpv-stål ble utført.47 en avansert bruddseighetsmodul (AFTM) ble utviklet, som fullt ut implementerte fire bruddmodeller, med delvis forskjellige omfang: (1) en mikrostrukturinformert sprø bruddmodell (MIBF) basert PÅ CP, med mulige utvidelser for å inkludere bruddprognose ved representative volum-og prøveskalaer, basert på arbeidet i PERFECT32,48 og ved bruk AV en forbedret CP-modell (se nedenfor); (2) En beremin-type49 avansert lokal tilnærmingsmodell, som var anvendelig for bruddprognose på prøveskalaen; (3) Wallin-Saario-T@rrö (wst) – modellen,33,50 som gir en kobling med modeller av brudd oppførsel på representative volum og prøve skalaer; (4) en modifisert Bordet51, 52 lokal tilnærming engineering modell, som primært omhandler overførbarhet av bruddseighetsdata fra bestrålte prøver TIL rpv stålkomponenter i tjeneste. Alle disse modellene ble kalibrert på passende referansesaker.
forbedringen av seighetsmodellene var signifikant avhengig av fremskritt i beregning av spenninger og belastninger under belastning, dvs. strømningsadferd (makroskopisk strekkurve), i bestrålt stål, ved å kombinere i sekvens krystallplastisitet og homogenisering. Et viktig skritt fremover med HENSYN TIL PERFEKT var utviklingen av fysisk grunnlagt konstitutive lover FOR CP modeller for å beskrive lav og høy temperatur deformasjon regimer i bcc krystaller, som var fullt basert PÅ DD inngang og inkluderte eksplisitt effekten av stråling defekter.53,54 et korrelert viktig skritt som ble tatt i prosjektet var utarbeidelsen av en systematisk måte å trekke ut informasjon FRA MD-simuleringer av dislokasjon/feilinteraksjon som kunne brukes direkte til DD-simuleringer.55-57 dette muliggjorde i etterfølgende prosjekter et korrekt estimat av herding, fullt basert på en multi-skala beregning, som skal oppnås. I mellomtiden, et sett AV MD simuleringer adressert studiet av samspillet av dislokasjoner med flere klasser av komplekse defekter, for eksempel ledighet-inneholdende Cu og Cu-Ni klynger (eksistensen av som ble foreslått AV PAS undersøkelser av bestrålt modell legeringer). Det ble funnet at tilstedeværelsen av ledige stillinger reduserer styrken av disse klyngene litt som hindringer for kantforskyvninger,58 men de øker signifikant spenningen som er nødvendig for at skrueforskyvninger skal passere gjennom oppløste klynger, på grunn av spiralformet svingdannelse ved absorpsjon av ledige stillinger ved dislokasjonslinjen.59 på samme måte ble samspillet mellom dislokasjoner med prismatiske dislokasjonsløkker opprettet ved bestråling og dekorert av Enten c-atomer, 60 eller Cu, Mn og Ni-atomer, 61 studert AV MD. Studien viste at sløyfedekorasjon øker styrken av disse feilene betydelig som hindringer for dislokasjonsbevegelse, ved å hindre deres absorpsjon i dislokasjonslinjen.
MD simuleringer av typen nettopp beskrevet ble mulig takket være det faktum at den stadig økende bruken AV DFT i rammen av prosjektet62, 63 gitt data for å passe interatomic potensialer for legeringer av økende kompleksitet, opp til kvartær Fe-Cu-Ni–Mn64-66 system, ved hjelp av avanserte metoder.64,67 DFT var også på grunnlag av utviklingen av stadig mer raffinerte AKMC-modeller, som tillot studiet av (kortsiktig) evolusjon under bestråling av legeringer så komplekse Som Fe-Cu-Mn-Ni-Si-P.68,69
den kombinerte bruken AV dft-beregninger, MD-simuleringer og AKMC-studier, sammen med analysen av eksperimentell undersøkelse av bestrålte modelllegeringer og RPV-stål FRA REVE og PERFECT, bekreftet av nye ionbestråling og etterbestrålingsglødningsresultater produsert i prosjektet,70-72 gjorde et nytt bilde fremkomme om dannelsen av løsningsklynger og opprinnelsen til strålingsherding og sprøhet av RPV-stål. Nemlig ble det stadig tydeligere at de fleste løsemidler av interesse for disse stålene blir trukket av migrerende punktdefekter( ledige stillinger og selvinterstitialer), det første eksempelet er Cu, som også danner mobile komplekser med ledige stillinger,73 som fører til løsningssegregering på punktdefektklynger. Dette ble senere bekreftet av grundige studier.74,75 denne prosessen er videre favorisert av det faktum At det er en affinitet mellom løsemidler og punkt-defekt klynger (små hulrom og prismatiske forvridning looper), som ble fremhevet i prosjektet ved hjelp av interatomic potensialer, 76-78 samt eksperimenter, 70-72 og ble senere bekreftet å være en generell trend av skreddersydde STORSKALA DFT simuleringer.79,80 dermed punktdefekt klynger katalysere dannelsen av oppløste klynger som kan (men ikke trenger å) tilsvarer termodynamisk stabile faser. Videre blir det konvensjonelle skillet mellom matriksskade (punktdefektklynger) og utfellinger (løsemiddelklynger) uskarpt. Prosjektet har også viet innsats, utnytte dft kunnskap og interatomic potensialer arvet FRA PERFEKT, å forstå effekten av karbon i løsning, rollen som ble stadig klarere i form av etableringen av karbon-ledig komplekser som felle en-dimensjonalt migrere prismatiske looper.81 samtidig ble spesifisiteten Til Cu som utfellende arter ikke forsømt, og omfattende studier ble viet til stabiliteten Av Cu-nedbør, 82 som økes med ledige stillinger, 83 og simuleringen Av Cu-nedbør.84
dette bildet utløste forsøket på å gradvis introdusere mekanismene som hadde blitt identifisert på atomnivå (dra og akkumulering av løsemidler ved punktdefektklynger) i mikrostrukturutviklingsmodeller basert på ENTEN OKMC eller RT: en prosess som fortsatte i senere prosjekter og fortsatt pågår (se H2020/SOTERIA-prosjektet nedenfor). Følgelig OKMC modeller For Fe-C85, 86 Og Fe-Cu-C87 først, og senere For Fe-C-MnNi i en grå legering tilnærming, 88, 89 dvs., inkludert effekten av løsemidler gjennom parametere snarere enn eksplisitt, ble utviklet. Disse modellene ga for første gang en rimelig tilfredsstillende forklaring på observasjonene som kommer fra KAKEN i REVE-eksperimentet.22-26 Men på grunn av beregningsintensiteten AV OKMC simuleringer, den type modeller som skal lenkes i den integrerte modulen for prediksjon av utbyttestyrken økning I RPV stål kan bare være basert på rate ligninger, som hadde blitt gjort I rpv-13 og RPV-228 moduler. DET var derfor nødvendig å utvikle SEG også langs RT-linjen, ved å jobbe Med crescendo cluster dynamics-koden,70,87, 90, som viste betydelig forbedret numerisk stabilitet med hensyn til koden som tidligere ble brukt I RPV-1 og RPV-2. HOVEDBEGRENSNINGEN AV CD-tilnærmingen er at innføringen av mekanismer som fangst av endimensjonalt migrerende løkker med karbon-ledighetskomplekser, eller dra av løsemidler ved punktdefekter, ikke er like grei som I OKMC, mens den kjemiske kompleksiteten forblir begrenset til ett stoff( Cu i dette tilfellet), se Også, F.eks., Ref. 91.