锌诱导的液态金属脆化在体心立方和面心立方晶界处的第一性原理研究
材料科学
2024-01-12 v1
摘要
锌诱导的液态金属脆化（LME）是先进高强度钢面临的一个主要问题，与传统钢种相比，这类钢通常含有大量奥氏体。因此，我们利用密度泛函理论（DFT）计算，比较了锌在具有不同磁有序的铁素体（bcc）和奥氏体（fcc）晶界（GBs）中的行为，以研究晶体结构和磁性在LME中的作用。我们通过利用自旋空间平均弛豫方法，探讨了基于DFT的顺磁计算性能。我们的结果表明，磁性和弹性贡献对锌的偏析和脆化行为均有显著影响。首要条件是弹性贡献，而磁无序的存在增加了晶界弱化起始的临界浓度。虽然与fcc晶界相比，锌在bcc晶界中的偏析更有利，但在fcc中观察到锌覆盖度对晶界弱化的影响更大。对于两种结构，表面缺陷态能量的快速下降被确定为晶界弱化的驱动力。这些表面缺陷态在比晶界缺陷态更低的锌浓度下稳定。
引用
@article{arxiv.2401.05997,
title = {A first-principles study of Zn induced liquid metal embrittlement at bcc and fcc grain boundaries},
author = {Ujjal Saikia and Mira Todorova and Tilmann Hickel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.05997},
year = {2024}
}