FeCu模型合金中Cu析出物导致硬化的位错动力学研究

压水反应堆压力容器(RPV)钢服役过程经高能中子辐照产生的溶质-缺陷团簇,导致辐照硬化和脆化,是影响其服役寿命的关键因素。利用位错动力学方法结合分子动力学和分子静力学计算获得的缺陷钉扎力,研究了FeCu模型合金中Cu析出物导致硬化的机理,分析了钉扎力、脱钉临界角等因素对计算结果的影响,并对计算结果的置信度进行了分析。结果表明:半径小于1 nm析出物的脱钉判据主要为力判据,需精确计算缺陷对位错的钉扎力;半径大于1 nm析出物的脱钉判据主要为临界角判据,对于Cu析出物,其临界角约为130°。本研究结果对于深入研究RPV钢辐照硬化机理以及预测辐照脆化趋势具有重要意义。

亚稳态FeCu固溶体微粉原子相互作用势的计算

本文介绍了亚稳态Fe50Cu50固溶体晶格常数的测量结果,应用金属结构的经典概念并考虑到原子核周围电子密度的高斯型球对称分布,导出了计算金属中一个原子的平均内能和两种不同金属原子相互作用势的普遍公式。对亚稳态Fe50Cu50合金原子相互作用势作计算,得到平衡时fcc-FeCu的晶格常数为0 36433nm与实验测量结果接近,也与H R Gong等人对亚稳态FeCu合金的研究结论一致,证实了亚稳态Fe50Cu50合金是以fcc结构形式存在的固溶体。

Fe含量对FeCu颗粒膜磁滞回线的影响

利用共蒸发法制备了不同组分的FeCu颗粒膜,用X射线衍射仪(XRD)确定了样品的物相组成,用扫描电镜(SEM)观测了颗粒的平均直径,用振动样品磁强计(VSM)测量了样品的磁滞回线,根据测量结果用Origin软件对样品的磁滞回线进行了分析,探讨了Fe含量对FeCu颗粒膜磁滞回线的影响.结果表明:FeCu颗粒膜是颗粒取向均匀的非固溶磁性膜.矫顽力、剩磁、剩磁比均随铁含量增加先减小后增大,在铁含量为25%左右时剩磁、剩磁比取极小值;而矫顽力在铁含量为30%左右极小.

应用正电子湮没谱学对Fe-1.0%Cu合金氢致缺陷的研究

铁基合金中的氢致缺陷是造成合金机械性能恶化的重要因素之一。氢对材料中微观组织结构的影响,特别是氢致缺陷微观机理的研究是铁基合金的一个基础研究课题。本文主要应用正电子湮没寿命谱(Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy,PALS)和符合多普勒谱(Coincidence Doppler Broadening Spectrum,CDB)方法,研究了不同处理条件的Fe-1.0%Cu合金样品充氢过程中氢致缺陷的形成机制、缺陷类型以及氢与缺陷的相互作用及其微观机理等。结果表明,1 073 K高真空热处理和20%形变后723 K退火处理的样品充氢后会产生少量的位错,而1 173 K高真空淬火样品充氢后还会产生少量的空位团,在充氢过程中空位缺陷成为氢的捕获点,并与氢相互作用成为聚集空位的核心而形成空位团。CDB结果还表明,Cu析出物对本文合金样品的氢致缺陷的形成无明显影响。