近期,材料科學(xué)與工程學(xué)院金屬材料固態(tài)相變團隊青年教師林盼棟在金屬材料輻照效應(yīng)領(lǐng)域取得新進展,相關(guān)成果發(fā)表在Acta Materialia(IF:8.3,中科院1區(qū)Top)等國際期刊。林盼棟為論文第一作者,團隊教授呂宇鵬為論文共同通訊作者,山東大學(xué)為第一完成單位。
為揭示輻照硬化和脆化現(xiàn)象的微觀機理,針對鎢錸合金和鐵基合金開展了系列研究,取得進展如下:(1)明確了Re元素和氦泡對鎢基合金韌脆轉(zhuǎn)變曲線的影響,分析了裂紋尖端斷裂行為的潛在機制,建立了韌脆轉(zhuǎn)變溫度與應(yīng)變率的關(guān)系,這加深了對鎢基合金韌脆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的認識,為提高材料的服役性能提供了新思路。(2)揭示了F321鋼內(nèi)奧氏體相中位錯和輻照缺陷間的相互作用機制,建立了微觀數(shù)據(jù)驅(qū)動的晶體塑性有限元模型。通過實驗和模擬計算比較了F321鋼內(nèi)鐵素體相和奧氏體相的輻照硬化效應(yīng)和微觀參數(shù)演化。(3)揭示了SFT形成的尺寸效應(yīng),明確了孿晶界和Frank位錯環(huán)對SFT形成的影響,并給出了微觀機理解釋。更進一步地,提出了基于MD數(shù)據(jù)驅(qū)動的機器學(xué)習(xí)預(yù)測模型,成功建立了Ni和Cr元素含量與SFT臨界尺寸間的關(guān)系。(4)給出了A508-Ⅲ鋼內(nèi)輻照缺陷表征參數(shù)與輻照劑量間的數(shù)學(xué)表達式,建立了微觀-細觀-宏觀多尺度計算框架;提出了通過多尺度框架計算斷裂韌性和韌脆轉(zhuǎn)變溫度的方法,計算了調(diào)整參考溫度ART,為核電站的延壽提供了參考。
該團隊在金屬材料輻照效應(yīng)領(lǐng)域取得的系列創(chuàng)新研究成果,發(fā)表在Acta Materialia (2024)、Acta Materialia(2025)、IJP(2024)、IJMS(2024)、JMRT(2024)、JMRT(2024) 、JMRT(2024)期刊。相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金重點項目和山東省重大創(chuàng)新工程等項目的資助和支持。