基于AKMC方法研究Mn对Cu团簇析出的影响

贾丽霞，贺新福,*，王东杰，商红慧，吴 石，曹金利，豆艳坤，曹 晗，王 瑾，杨 文

(1.中国原子能科学研究院 反应堆工程技术研究所，北京 102413；2.中国科学院 计算技术研究所 计算机体系结构国家重点实验室，北京 100190)

RPV钢辐照脆化是制约其安全服役的关键因素。富Cu团簇、溶质缺陷团簇等是引起RPV钢辐照脆化的基本微观结构。研究这些团簇的形核机理对材料服役性能预测及成分优化具有一定作用。

RPV钢中Cu团簇析出的基本过程是：首先在BCC_Fe中析出共格的BCC结构的富Cu团簇，随着该富Cu团簇的尺寸不断增加，当其临界半径超过2 nm时发生相变，经过9R→3R两种结构后最终转化为FCC相[1]。在RPV钢中除FeCu外，还存在多种合金元素，如Mn、Ni等。Styman等[2]利用APT技术观察到了RPV钢辐照后会析出富Cu团簇，其中Cu为核芯，Mn/Ni在外围。Koyama等[3]指出，Ni和Mn原子在相分解初期即进入富Cu相；当Cu在团簇中的浓度达到平衡值时，Mn和Ni原子移向富Cu团簇与基体的界面区域。Zhang等[4]利用非经典形核理论，研究了Ni和Mn对BCC_FeCu合金中铜团簇析出的影响，结果表明，Ni和Mn会降低BCC_Cu团簇析出的形成能，从而促进Cu团簇的析出，同时Ni会在颗粒-基体界面显著富集。Osamura等[5]利用SANS技术研究了FeCuMnNi四元合金在相分离初期的结构变化，结果表明，Ni、Mn会在FCC_富Cu析出物外围偏析，Ni和Mn会促进FCC_Cu相析出。Miller等[6]基于SANS和ATP技术研究了中子辐照后FeCu、FeCuMn模型钢中团簇析出行为，发现FeCuMn合金中析出物的数密度较FeCu合金中的高1个量级。Glade等[7]利用PAS和SANS技术研究了中子辐照至低剂量后FeCu、FeCuMn合金钢中团簇析出行为，发现Mn会降低析出物的尺寸、增加其数密度。……