采用调质处理后热时效模拟方法,用原子探针层析成像技术研究了核反应堆压力容器模拟钢中富铜纳米团簇的析出过程.模拟钢经880℃加热水淬,660℃高温回火调质处理,并经400℃时效处理1000 h后基体中析出了富铜纳米团簇.使用MSEM(maximum separation envelope method)方法重点研究了富铜纳米团簇在析出早期阶段成分变化规律.结果表明,富铜纳米团簇容易在镍含量较高的位置形核,并随着富铜纳米团簇中铜原子聚集程度的增加,纳米团簇中心处铜含量逐渐增加,镍含量逐渐减少;在纳米团簇与α-Fe基体界面处,镍和锰含量逐渐增加,形成了富镍和富锰包裹富铜纳米团簇的结构.结合实验结果讨论了压力容器钢中合金元素镍及杂质元素磷会增加中子辐照脆化敏感性的原因

材料辐照损伤是核反应堆材料、尤其是核聚变堆材料所面临的重要问题。高能粒子（中子、离子、电子）辐照在材料中会产生大量的点缺陷，即自间隙原子和空位。这些点缺陷聚集在一起会形成自间隙原子团簇和空位团簇，从而对材料结构和性能的演化产生重要影响。空位团簇包括有空洞、层错四面体、空位型位错环，而自间隙原子团簇则只有自间隙型位错环。本文介绍了两种点缺陷团簇的性质、及其对于以材料辐照肿胀为主要内容的材料辐照损伤性能的影响。作为空位团簇，比较详细介绍了具有本课题组特色的空位型位错环的研究，同时分析了合金元素和氢同位素对空位型位错环的影响。在铁试样中形成的这种空位型位错环尺寸可达100 nm左右，该空位型位错环具有两种柏氏矢量， b =<100> 和 b =1/2<111>，前者的数密度比后者高一个数量级。对于自间隙原子团簇，则重点介绍了与其相关的一维迁移现象及其研究动态，该一维迁移性能有可能是影响高熵合金辐照性能的重要因素

采用原子探针层析技术研究了核反应堆压力容器模拟钢中AlN相/α-Fe基体、富Cu相/α-Fe基体和AlN相/富Cu相三种相界面处Ni、Mn、P和C原子的偏聚特征.压力容器模拟钢经890℃保温0.5 h水淬，然后在500℃进行了20 h的时效处理.分析结果表明：Ni、Mn、C和P原子在富Cu相/AlN相界面上不发生偏聚；而在AlN相/α-Fe基体和富Cu相/α-Fe基体两种相界面上都会发生偏聚，且偏聚特征无明显区别，都是Mn的偏聚倾向大于Ni，C的偏聚倾向大于P

利用原子探针层析技术研究了核反应堆压力容器（RPV）模拟钢调质处理后在370和400 ℃长期时效以及淬火后在400 ℃长期时效后Mn在α-Fe基体与渗碳体间重分布的特征。研究结果表明，在所有热处理条件下，Mn均会从α-Fe基体向渗碳体内扩散，引起渗碳体内Mn浓度升高。其中淬火后直接在400 ℃时效条件下试样中渗碳体内的Mn浓度最高。即使在400 ℃经过35000 h长时间时效，Mn在渗碳体内的浓度仍未达到平衡，需要进一步延长时效时间，这与Mn在400 ℃在α-Fe基体中扩散速率极其缓慢有关。此外，Mn在渗碳体内的分布也不均匀，在靠近α-Fe基体/渗碳体界面附近的渗碳体一侧存在Mn的原子偏聚区，偏聚区Mn浓度随时效温度升高而增加。长时间时效后，Mn在两相间重分布特征与Mn在渗碳体内扩散速率低于Mn在α-Fe基体中扩散速率有关