1.28.2.1.3.1 RPV steel sub-proiect
sub-proiect pe oțeluri RPV lucrat pentru a îmbunătăți instrumentele dezvoltate în perfectă, astfel RPV-2 și module de duritate.45
în ceea ce privește modulul de duritate, obiectivul a fost de a dezvolta metodele perfecte pentru descrierea comportamentului de rezistență la fractura de clivaj în oțelurile RPV și de a veni cu un criteriu adecvat de fractură intergranulară fragilă,46 prin căutarea înțelegerii fizice a parametrilor de calibrare și prin identificarea cazurilor de referință de calibrare adecvate. Pentru acestea, informațiile mecanice și microstructurale ar trebui să fie de preferință disponibile sau să devină astfel în cursul proiectului. În acest sens, a fost creată o legătură cu proiectul FP7/LONGLIFE, în care s-a realizat o caracterizare mecanică și microstructurală aprofundată a mai multor oțeluri RPV.47 a fost dezvoltat un modul avansat de rezistență la fractură (AFTM), care a implementat pe deplin patru modele de fractură, cu domenii parțial diferite: (1) un model de fractură fragilă informată cu microstructură (MIBF) bazat pe CP, cu posibile extensii pentru a include predicția fracturilor la volumul reprezentativ și la scara eșantionului, pe baza lucrărilor efectuate în PERFECT32,48 și folosind un model CP îmbunătățit (a se vedea mai jos); (2) Un model de abordare locală avansată Beremin-type49, care a fost aplicabil predicției fracturilor la scara eșantionului; (3) Modelul Wallin-Saario-T la volumul reprezentativ și la cântarul specimenelor; (4) Un model de inginerie Bordet51,52 abordare locală modificat, care se ocupă în primul rând cu transferabilitatea datelor de duritate fractură de la epruvete iradiate la componente din oțel RPV în funcțiune. Toate aceste modele au fost calibrate pe cazuri de referință adecvate.
îmbunătățirea modelelor de rezistență a depins semnificativ de progresele în calculul tensiunilor și tulpinilor sub sarcină, adică comportamentul fluxului (curba de tracțiune macroscopică), în oțelurile iradiate, prin combinarea în secvență a plasticității cristalelor și omogenizării. Un pas important înainte în ceea ce privește PERFECT a fost dezvoltarea legilor constitutive întemeiate fizic pentru modelele CP pentru a descrie regimurile de deformare la temperaturi scăzute și înalte în cristalele bcc, care s-au bazat pe intrarea DD și au inclus în mod explicit efectul defectelor de radiație.53,54 un pas important corelat care a fost făcut în cadrul proiectului a fost elaborarea unui mod sistematic de extragere a informațiilor din simulările MD ale interacțiunii dislocare/defect care ar putea fi utilizate direct pentru simulările DD.55-57 acest lucru a permis în proiectele ulterioare să se realizeze o estimare corectă a întăririi, bazată pe un calcul pe mai multe scări. Între timp, un set de simulări MD a abordat studiul interacțiunii dislocărilor cu mai multe clase de defecte complexe, de exemplu clustere cu și cu-Ni care conțin posturi vacante (a căror existență a fost sugerată de examinările PAS ale aliajelor model iradiate). S-a constatat că prezența locurilor vacante reduce ușor rezistența acestor clustere ca obstacole în calea dislocărilor de margine,58 dar cresc semnificativ stresul necesar pentru ca dislocările șuruburilor să treacă prin clusterele de solut, din cauza formării virajelor elicoidale la absorbția locurilor vacante de către linia de dislocare.59 de asemenea,interacțiunea dislocărilor cu buclele de dislocare prismatică create prin iradiere și decorate fie de atomi de C, 60 sau atomi de Cu,Mn și Ni, 61 a fost studiată de MD. Studiul a arătat că decorarea buclei crește semnificativ rezistența acestor defecte ca obstacole în calea mișcării dislocării, prin împiedicarea absorbției lor în linia de dislocare.
simulările MD de tipul descris au devenit posibile datorită faptului că utilizarea în continuă creștere a DFT în cadrul proiectului62,63 a furnizat date pentru a se potrivi potențialelor interatomice pentru aliajele de complexitate crescândă, până la sistemul cuaternar Fe-Cu-Ni-mn64–66, folosind metodologii avansate.64,67 DFT a fost, de asemenea, la baza dezvoltării modelelor AKMC din ce în ce mai rafinate, care au permis studiul evoluției (pe termen scurt) sub iradierea aliajelor la fel de complexe ca Fe-Cu-Mn-Ni-si-P.68,69
utilizarea combinată a calculelor DFT, a simulărilor MD și a studiilor AKMC, împreună cu analiza examinării experimentale a aliajelor model iradiate și a oțelurilor RPV de la REVE și PERFECT, coroborate cu rezultate noi de iradiere Ionică și recoacere post-iradiere produse în cadrul proiectului,70-72 au făcut să apară o nouă imagine privind formarea clusterelor de soluți și originea întăririi și fragilizării prin radiații a oțelurilor RPV. Și anume, a devenit din ce în ce mai clar că majoritatea substanțelor dizolvate de interes pentru aceste oțeluri sunt târâte prin migrarea defectelor punctuale (posturi vacante și auto-interstițiale), primul exemplu fiind Cu,care formează și complexe mobile cu posturi vacante, 73 ducând la segregarea solutului pe clustere punct-defect. Acest lucru a fost confirmat ulterior de studii aprofundate.74,75 acest proces este favorizat în continuare de faptul că există o afinitate între dizolvanți și clustere punct-defect (cavități mici și bucle de dislocare prismatică), care a fost evidențiată în proiect folosind potențiale interatomice,76-78 precum și experimente,70-72 și a fost confirmată ulterior a fi o tendință generală prin simulări DFT la scară largă personalizate.79,80 astfel, clusterele cu defecte punctuale catalizează formarea clusterelor dizolvate care pot (dar nu trebuie) să corespundă fazelor stabile termodinamic. Mai mult, distincția convențională dintre deteriorarea matricei (clustere punct-defect) și precipitate (clustere dizolvate) devine neclară. Proiectul a dedicat, de asemenea, efort, exploatând cunoștințele DFT și potențialele interatomice moștenite de la PERFECT, pentru a înțelege efectul carbonului în soluție, al cărui rol a devenit din ce în ce mai clar în ceea ce privește crearea complexelor carbon-vacante care captează buclele prismatice migratoare unidimensional.81 în același timp, specificitatea Cu ca specie precipitantă nu a fost neglijată și studii ample au fost dedicate stabilității precipitatelor Cu,82 care este crescut de posturile vacante,83 și simularea precipitațiilor Cu.84
această imagine a declanșat încercarea de a introduce progresiv mecanismele care au fost identificate la nivel atomic (tragerea și acumularea de substanțe dizolvate la clustere punct-defect) în modelele de evoluție a microstructurii bazate fie pe OKMC, fie PE RT: un proces care a continuat în proiectele ulterioare și este încă în desfășurare (vezi proiectul H2020/SOTERIA de mai jos). În consecință,au fost dezvoltate modele OKMC pentru Fe-C85, 86 și Fe-Cu-C87 mai întâi și mai târziu pentru Fe-C-MnNi într-o aproximare a aliajului gri,88,89 adică, inclusiv efectul substanțelor dizolvate prin parametri, mai degrabă decât Explicit. Aceste modele au oferit pentru prima dată o explicație rezonabil satisfăcătoare pentru observațiile provenite din PIE a experimentului REVE.22-26 cu toate acestea, datorită intensității computaționale a simulărilor OKMC, tipul de modele care urmează să fie înlănțuite în modulul integrat pentru predicția creșterii rezistenței la randament în oțelurile RPV s-ar putea baza doar pe ecuațiile ratei, așa cum s-a făcut în modulele RPV-13 și RPV-228. Prin urmare, a fost necesar să progresăm și de-a lungul liniei RT,lucrând la Codul dinamicii clusterului Crescendo,70,87, 90, care a prezentat o stabilitate numerică semnificativ îmbunătățită față de codul utilizat anterior în RPV-1 și RPV-2. Principala limitare a abordării CD este că introducerea unor mecanisme precum prinderea buclelor migratoare unidimensionale de către complexele carbon-vacante sau tragerea substanțelor dizolvate prin defecte punctuale nu este la fel de simplă ca în OKMC, în timp ce complexitatea chimică rămâne limitată la un singur solut (Cu în acest caz), a se vedea, de asemenea, de exemplu, Ref. 91.