1.28.2.1.3.1 RPV steel sub-project
the sub-project on RPV steels worked to improve the tools developed in PERFECT, thus the RPV-2 and toughness modules.45
relativamente ao módulo de resistência, o objectivo era desenvolver os métodos perfeitos para descrever o comportamento de resistência à fractura da clivagem nos aços RPV e apresentar um critério adequado de fractura intergranular quebradiça 46,procurando compreender fisicamente os parâmetros de calibração e identificando casos de referência de calibração adequados. Para estes, tanto a informação mecânica como a microestrutural devem estar disponíveis, de preferência, ou tornar-se assim no decurso do projecto. A este respeito, foi criada uma ligação com o projecto FP7/LONGLIFE, no qual estava a ser realizada uma caracterização mecânica e microestrutural completa de vários aços RPV.Foi desenvolvido um módulo avançado de resistência à fractura (AFTM), que implementou totalmente quatro modelos de fractura, com âmbitos parcialmente diferentes.: (1) uma microestrutura informado fratura frágil (modelo de MIBF) com base no CP, com possíveis extensões para incluir fratura de previsão no representante do volume da amostra, escalas, com base no trabalho feito em PERFECT32,48 e com uma melhor CP modelo (ver abaixo); (2) um Beremin-type49 avançado de aproximação local do modelo, que era aplicável à fratura de previsão na amostra de escala; (3) o Wallin-Saario-Törrönen (WST) do modelo,33,50, que fornece um link com os modelos de comportamento de fratura em que o representante do volume da amostra, escalas; (4) um modelo de engenharia de aproximação local Bordet51,52 modificado, que trata principalmente da transferibilidade dos dados de resistência à fractura de amostras irradiadas para componentes de aço RPV em serviço. Todos estes modelos foram calibrados em casos de referência apropriados.
a melhoria dos modelos de resistência dependia significativamente dos avanços no cálculo de tensões e tensões sob carga, isto é, comportamento do fluxo (curva de tracção macroscópica), em aços irradiados, combinando em sequência plasticidade cristalina e homogeneização. Um importante passo em frente em relação ao perfeito foi o desenvolvimento de leis constitutivas fisicamente fundadas para modelos CP para descrever regimes de deformação de baixa e alta temperatura em cristais bcc, que foram totalmente baseados na entrada de DD e incluiu explicitamente o efeito de defeitos de radiação.53,54 um passo importante correlacionado que foi dado no projeto foi a elaboração de uma forma sistemática de extrair informações a partir de simulações MD de interação dislocalização/defeito que poderia ser usado diretamente para simulações DD.55-57 isto permitiu, em projectos subsequentes, uma estimativa correcta do endurecimento, totalmente baseada num cálculo em várias escalas, a ser alcançado. Entretanto, um conjunto de simulações MD abordou o estudo da interacção de deslocamentos com várias classes de defeitos complexos, por exemplo, clusters contendo Cu e Cu-Ni (cuja existência foi sugerida pelos exames PAS de ligas modelo irradiadas). Verificou-se que a presença de vagas reduz ligeiramente a força desses aglomerados como obstáculos para deslocamentos de bordas,58 mas eles aumentam significativamente a tensão necessária para deslocamentos de parafuso para passar através de aglomerados de soluto, por causa da formação de rotação helicoidal após a absorção das vagas pela linha de deslocamento.59 do mesmo modo,a interacção dos deslocamentos com os laços de deslocação prismáticos criados pela irradiação e decorados por átomos C, 60 ou Cu,Mn e Ni, 61 foi estudada por MD. O estudo revelou que a decoração do laço aumenta significativamente a força destes defeitos como obstáculos ao movimento de deslocamento, impedindo a sua absorção na linha de deslocamento.
MD simulações do tipo descrito apenas se tornou possível graças ao fato de que o crescente aumento no uso da DFT, no âmbito da project62,63 dados fornecidos para caber interatomic potenciais para as ligas de complexidade crescente, até o quaternário de Fe-Cu-Ni-Mn64–66 sistema, utilizando metodologias avançadas.64,67 DFT também estava na base do desenvolvimento de modelos AKMC cada vez mais refinados, o que permitiu o estudo da evolução (a curto prazo) sob irradiação de ligas tão complexas como Fe-Cu-Mn-Ni-Si-P.68,69
O uso combinado de DFT cálculos, simulações de MD e AKMC estudos, em conjunto com a análise experimental de exame de irradiados modelo de ligas e RPV aços de REVE e PERFEITO, corroborada pelo íon novo irradiação e pós-irradiação de recozimento resultados produzidos no âmbito do projecto,70-72 fez uma nova imagem emergir sobre a formação do soluto clusters e a origem da radiação de endurecimento e de fragilização da RPV de aços. A saber, tornou-se cada vez mais claro que a maioria dos solutos de interesse nestes aços são arrastados pela migração de pontos-defeitos (vagas e auto-interstitiais), sendo o primeiro exemplo Cu, que forma também complexos móveis com vagas,73 levando à segregação de solutos em clusters de ponto-defeito. Isto foi mais tarde confirmado por estudos aprofundados.74,75 este processo é ainda mais favorecido pelo fato de que há uma afinidade entre solutos e clusters de ponto-defeito (pequenas cavidades e loops de deslocamento prismático), que foi destacada no projeto usando potenciais interatômicos,76-78,bem como experimentos, 70-72 e mais tarde foi confirmada como uma tendência geral por simulações de DFT em larga escala.79,80 assim, clusters de ponto-defeito catalisam a formação de clusters de soluto que podem (mas não precisam) corresponder a fases termodinamicamente estáveis. Além disso, a distinção convencional entre danos de matriz (clusters de ponto-defeito) e precipitados (clusters de soluto) torna-se turva. O projeto também dedicou esforço, explorando o conhecimento DFT e os potenciais interatômicos herdados do perfeito, para entender o efeito do carbono em solução, cujo papel se tornou cada vez mais claro em termos de criação de complexos de carbono-vacantes que aprisionam loops prismáticos de uma dimensão.Ao mesmo tempo,a especificidade da Cu como espécies precipitantes não foi negligenciada e extensos estudos foram dedicados à estabilidade dos precipitados da Cu,82 que é aumentada por vagas, 83 e a simulação da precipitação da Cu.84
Esta imagem desencadeou a tentativa de introduzir progressivamente os mecanismos que haviam sido identificados em nível atômico (arrastar e acúmulo de solutos no ponto de defeito clusters) na microestrutura evolução de modelos com base em OKMC ou RT: processo que continuou em projetos posteriores e está ainda em curso (ver H2020/SOTERIA projeto abaixo). Assim, modelos OKMC para Fe-C85, 86 e Fe-Cu-C87 primeiro, e mais tarde para Fe-C-MnNi em uma aproximação de liga cinza,88,89 ou seja, incluindo o efeito dos solutos através de parâmetros ao invés de explicitamente, foram desenvolvidos. Estes modelos forneceram pela primeira vez uma explicação razoavelmente satisfatória para as observações provenientes do PIE da experiência REVE.22-26 no Entanto, devido computacional intensidade de OKMC simulações, o tipo de modelos a serem encadeadas no módulo integrado para predição do rendimento de força aumento RPV aços só poderia ser com base na taxa de equações, como tinha sido feito no RPV-13 e RPV-228 módulos. Foi, portanto, necessário progredir também ao longo da linha RT, trabalhando no Crescendo cluster dynamics code,70,87,90, que exibiu uma estabilidade numérica significativamente melhorada em relação ao código anteriormente utilizado em RPV-1 e RPV-2. A principal limitação do CD abordagem é que a introdução de mecanismos, tais como o véu de uma dimensionalmente migração de ciclos por carbono-vaga complexos, ou o arrastar de solutos por apontar defeitos, não é tão simples como no OKMC, enquanto a complexidade química permanece limitada a um soluto (Cu, neste caso), ver também, por exemplo, Ref. 91.