Synergistic regulation of Cu rich phase precipitation by dislocation loops and aging temperature using phase field method
Abstract
富Cu相析出是反应堆压力容器（RPV）钢辐照致脆的关键微观机制，其演化过程与温度及位错缺陷密切相关。本文基于EPhase三维时效相场模型，研究了位错环存在条件下，Fe–15at.%Cu–3at.%Mn–1.5at.%Ni–1.5at.%Al合金在523–923 K温度范围内富Cu相的析出行为及其析出强化效应。结果表明，温度对位错调控富 Cu 相析出行为的影响规律具有显著的调控作用，析出机制随温度区间发生显著转变：低温条件下（523–623 K），析出过程以化学驱动为主导，对位错结构的依赖性较弱；中等温度下（723 K），位错应力场与热激活扩散协同，导致富Cu相呈明显的空间非均匀析出特征；高温条件下（823–923 K），富Cu相析出整体受到抑制，仅能在位错应力场提供额外驱动力的局部区域发生有限析出。能量分析结果表明，随温度升高，化学能与界面能对析出过程的驱动作用显著衰减，弹性能的影响逐渐占据主导地位，进而抑制富Cu相的形核与长大。相应地，合金析出强化效应随温度升高呈显著弱化趋势，高温条件下富Cu相难以形成有效强化作用，导致合金屈服强度随富Cu相生长无明显提升。本研究明确了温度–位错耦合作用下富Cu相析出的物理本质，为RPV钢服役过程中的组织演化预测及长期性能稳定性评估提供了重要理论依据。
Fields of Study & Subjects
Fusion materials and technologies
High Temperature Alloys and Creep
Microstructure and Mechanical Properties of Steels
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 8
- Publication date
- 1 January 2026
- Language
- ZH