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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利一种辐照环境下氧化物弥散强化钢蠕变速率计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119833017B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411951002.9，技术领域涉及：G16C20/30；该发明授权一种辐照环境下氧化物弥散强化钢蠕变速率计算方法是由李甲;方棋洪;颜泽元;付小宝;陈阳设计研发完成，并于2024-12-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种辐照环境下氧化物弥散强化钢蠕变速率计算方法在说明书摘要公布了：发明涉及一种辐照环境下氧化物弥散强化钢蠕变速率计算方法。有效地结合辐照诱导的点缺陷演化理论、辐照坏境下氧化物颗粒发生粗化的奥斯特瓦尔德熟化理论、辐照引起的位错环硬化理论、以及氧化物颗粒尺寸分布和空间分布的氧化物弥散强化理论。其中考虑了辐照环境下特有的点缺陷演化、氧化物颗粒粗化、位错环硬化及其尺寸分布和空间分布对氧化物弥散强化钢性能的影响，来实现对辐照环境下氧化物弥散强化钢蠕变速率的定量计算与分析。通过本发明所提出的计算方法获得的阈值应力与实验结果吻合较好。本发明中分析的相关强化机理，对研究并分析辐照环境下不同温度与辐照时间的氧化物弥散强化钢的力学性能具有重要意义。通过本发明提出的分析方法，改变辐照环境的温度，调控辐照时间的数值，研究不同条件下氧化物弥散强化钢的微观缺陷演化与蠕变速率的影响，从而为高性能氧化物弥散强化钢的设计提供理论指导。

本发明授权一种辐照环境下氧化物弥散强化钢蠕变速率计算方法在权利要求书中公布了：1.一种辐照环境下氧化物弥散强化钢蠕变速率计算方法，结合考虑辐照诱导的点缺陷演化理论、辐照坏境下氧化物颗粒发生粗化的奥斯特瓦尔德熟化理论、辐照引起的位错环硬化理论以及氧化物颗粒尺寸分布和空间分布的氧化物弥散强化理论与蠕变速率模型，特征在于： 考虑了辐照环境下氧化物弥散强化钢中氧化物颗粒、缺陷演化、位错环的强化作用；材料中的缺陷演化和位错环是在基体处于辐照环境中产生，氧化物颗粒是在加工过程中加入；通过考虑多种影响机制耦合的辐照环境下氧化物弥散强化钢的强化模型，实现辐照环境下氧化物弥散强化钢的蠕变速率定量分析的同时，可以调控辐照环境的施加时间与辐照剂量速率，得到特定条件下辐照环境中氧化物弥散强化钢的蠕变速率和阈值应力，对性能更优异的氧化物弥散强化钢的设计提供指导； 所述方法具体步骤如下：确定模型中需要的基本材料参数，收集相关材料的相关物理参数；计算氧化物弥散强化理论、辐照诱导的点缺陷演化理论、辐照坏境下氧化物颗粒发生粗化的奥斯特瓦尔德熟化理论、辐照引起的位错环硬化理论各强化机制所贡献的强度数值；将以上强化机制进行耦合处理，可以获得辐照环境下氧化物弥散强化钢的阈值应力： 其中，σthrr是阈值应力，M为泰勒常数，rm是最大的氧化物颗粒尺寸，rc是氧化物颗粒的临界尺寸，τclimb是攀移机制，τcutting是切过强化机制，τorowan是Orowan绕过强化机制，fr是正态分布函数，Δσy是位错环硬化； 耦合的阈值应力可视为辐照环境下缺陷、位错环以及氧化物颗粒的耦合蠕变抗力；考虑辐照诱导的点缺陷演化理论、辐照坏境下氧化物颗粒粗化的奥斯特瓦尔德熟化理论、辐照引起的位错环硬化理论、氧化物弥散强化理论，氧化物弥散强化钢蠕变速率表示为： 其中，τL是位错线张力，τL＝0.5Gb2；G是剪切模量，b是柏氏矢量，N是位错迁移率，cL是应变硬化参数，cL＝10；α是取决于晶格常数，α＝0.33；位错迁移率由下式描述： 其中，Dosd是前指数因子，kB是玻尔兹曼常数，T是温度，Qsd是自扩散活化能，Rg是气体常数，Rm是拉伸强度； 氧化物颗粒通过阻碍位错运动对材料力学性质同样有强化作用，氧化物颗粒强化的主要机制为切过强化机制τcutting、Orowan绕过强化机制τorowan以及攀移机制τclimb；它们的表达式为： τ＝minτclimb,τorowan,τcutting 其中，A和B是常数，L是粒子间距，D是空间粒子直径，ra是位错核半径，假设为伯格斯矢量的大小；ε是失配应变，ε＝b4r；τ表示三种相互作用机制的最小应力； 存在一个位错与氧化物颗粒交互机制转变的临界尺寸rc；当r≤rc时，氧化物弥散强化为切过强化机制；当r＞rc时，氧化物弥散强化为Orowan绕过强化机制；且位错在r≤rc切过氧化物颗粒时，触发的是切过强化机制；位错在r＞rc切过氧化物颗粒时，触发的是Orowan绕过强化机制；考虑空间分布的各个氧化物弥散强化分量的公式可以写为： 对于切过强化机制区域，触发的概率p2为： 对于Orowan绕过强化机制，触发的概率p1为： p1r＝1-p2r 对于攀移强化机制，触发的概率p0通过比较施加的应力和临界切应力来获取； 在氧化物弥散强化的Fe-13Cr-2W-0.4Ti-0.6Zr钢中，各成分的含量均以质量百分比表示，氧化物颗粒的尺寸为正太分布： 当r≤rc时，氧化物弥散强化为切过强化机制；当r＞rc时，氧化物弥散强化为为Orowan绕过强化机制；通过微积分，将氧化物颗粒尺寸分布半径区域分为n个部分，尺寸分布的氧化物弥散强化公式可以表示为： 计算辐照环境中缺陷演化，需假定点缺陷以一个恒定速率生成，并且在与另一个点缺陷复合之前是可移动的；自间隙原子和空位的浓度变化率描述如下： 其中，CV是间隙原子浓度，CI是空位浓度，DV是空位扩散系数，DI是间隙原子扩散系数；G0是辐照通量，用于描述辐射引起的点缺陷产生；R是复合项，可以表示为： 其中，drec是Frenkel对半径，Vat是原子体积；吸收体强度取决于吸收体的几何形状和空间分布；对于球形几何的吸收体，其吸收体强度由以下公式给出： ks＝4πRsCs 其中，Rs是捕获半径，Cs是汇聚处的浓度；辐照过程中位错环的数密度和半径描述如下： 其中，CL是位错环的数量密度，rL是位错环的半径，ZI和ZV是捕获效率； 计算辐照环境中氧化物颗粒的粗化，特征在于使用奥斯瓦尔德熟化解释了在辐照过程中大纳米氧化物粒子的粗化是以小纳米氧化物粒子溶解为代价的现象；纳米氧化物颗粒的尺寸可以表示为： 其中，r0是纳米级氧化物颗粒的初始半径，γ是氧化物颗粒界面的表面自由能，D是扩散系数，CP是氧化物颗粒界面的溶解度，C∞是氧化物颗粒界面的极限溶解度，Vm是摩尔体积，t是时间，Ro是通用气体常数，T是温度；在此，公式的推导中使用了一种近似方法，即CP-Cr≈CP-C∞，这里Cr是曲率半径为r的氧化物颗粒界面处的溶解度； 考虑到辐照剂量与辐照时间成正比，氧化物颗粒的平均尺寸表示如下： 其中，kd是与扩散系数成比例的常数，被拟合为温度的函数kd＝0.031T-23.612；φ是由辐照率和时间的乘积得到的总辐照剂量，表示为φ＝G0t； 计算辐照环境中位错环的硬化值；使用FKH模型来计算辐射引起的位错环硬化，该模型通过考虑缺陷对位错运动的阻碍作用，提供了解释辐射引起的材料硬化现象的机制，其表达式为： 其中，Dd和W分别是缺陷尺寸和缺陷数密度。

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