報告書番号

Q10035

タイトル（和文）

一般化積層欠陥エネルギーを用いた溶質元素の転位芯構造の計算－体心立方構造の鉄、銅、ニッケル、マンガン、Fe3Siの転位芯構造－

タイトル（英文）

Simulation for dislocation core structure of solute atom clusters using generalized stacking fault energy- Dislocation core structure of body center cubic iron, copper, nickel, manganese and Fe3Si

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

軽水炉の圧力容器鋼の中性子照射により銅、ニッケル、マンガン、シリコンの溶質原子クラスターが形成される。これらの溶質原子クラスターは転位の運動の障害となるため圧力容器鋼の脆化の原因となるため、溶質原子クラスターと転位との相互作用によりミクロ組織の変化と機械特性の相関を理解するのに重要である。あるすべり面に沿った結晶のずれのエネルギー変化を表す一般化積層欠陥エネルギーは、与えられた金属の転位の運動と構造を決めるのに重要なパラメーターである。本研究では体心立方構造の鉄、銅、マンガンとFe3Siの一般化積層欠陥エネルギーを第一原理計算を用いて計算し、これらの金属の転位芯構造を計算した。

概要 （英文）

Solute atom clusters enriched with Cu, Ni, Mn, and Si are formed in the reactor pressure vessel (RPV) steels of light water reactors irradiated by neutrons. These clusters become obstacles to dislocation motion, resulting in the embrittlement of RPV steels, and therefore understanding the mechanism of the interaction between a solute atom cluster and a dislocation is important to correlate the micro structural changes and mechanical properties. Generalized stacking fault energy, which represents total energy change with a rigid shift of a crystal partly in the slip plane is a key parameter to determine the structure and mobility of dislocation that runs through a given metal crystal. In this study, we calculated the generalized stacking fault energies in body centered cubic Fe, Cu, Mn, Ni and Fe3Si using first-principles calculations and calculated the dislocation core structures in these crystals.

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