稀置换溶质对$\alpha$-Fe 中碳的影响：基于第一性原理计算的相互作用及相关碳扩散
材料科学
2014-08-05 v1
摘要
通过结合第一性原理计算与动力学蒙特卡洛模拟，我们系统研究了稀置换溶质对-Fe 中碳行为的影响。研究结果表明：() 在无 Fe 空位的情况下，由于应变释放，大多数溶质与碳之间的相互作用是排斥的，而 Mn 由于局域铁磁耦合效应，与其最近邻碳表现出弱的吸引相互作用。() Fe 空位的存在导致所有溶质与碳之间产生吸引相互作用。特别是，Mn-空位对与碳的结合能高达 -0.81 eV。() 合金添加显著影响了 Fe 基体中碳的原子尺度浓度分布和化学势。其中，Mn 和 Cr 提高了碳的化学势，而 Al 和 Si 则降低了它。() 在稀合金溶液范围内，依赖于溶质浓度和温度的碳扩散系数表明，Mn 对碳扩散影响甚微，而 Cr（Al 或 Si）显著阻碍了碳扩散。我们的结果为更好地理解铁素体钢中与碳溶解度极限、碳微观偏析及碳化物析出相关的实验观测提供了一定启示。
引用
@article{arxiv.1407.2993,
title = {Effects of dilute substitutional solutes on carbon in $\alpha$-Fe: interactions and associated carbon diffusion from first-principles calculations},
author = {Peitao Liu and Weiwei Xing and Xiyue Cheng and Dianzhong Li and Yiyi Li and Xing-Qiu Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.2993},
year = {2014}
}
备注
13 pages, 14 figure, Phys. Rev. B, accepted