FeCrAl 合金优良的高温抗氧化性能使其成为反应堆燃料包壳的候选替代材料之一,然而 Cr 和 Al 的存在会对其力学性能产生负面影响,对反应堆的安全运行造成潜在险。为了分析 FeCrAl 合金体系在微观尺度的变形机制,采用分子动力学方法研究了温度和应变速率两个重要影响因素下 FeCrAl 单晶的力学性能,对应力应变、缺陷分布、位错密度的变化及变形机制进行了讨论,分析了溶质原子对模拟结果的影响。结果表明,温度升高导致原子热运动加剧,促进了缺陷的形成和生长,降低了原子间相互作用,导致弹性模量和抗拉强度随温度的升高而降低。应变速率的升高导致弹性模量和抗拉强度降低,低应变速率的塑性变形机制主要孪生变形,中等应变速率下为位错滑移,高应变速率下为原子排列无序化的变形机制。温度和应变速率对 α-Fe 和 FeCrAl 具有相同的作用趋势,但与 α-Fe 相比,FeCrAl 中的 Cr 和 Al 会产生明显的晶格畸变和应力集中,促进了缺陷和位错的形成和运动,降低材料的屈服强度和抗拉强度。基于计算结果,对 FeCrAl 单晶体系建立了基于 F-B 方程的本构模型,拓展了计算结果的应用范围。