α铁中的氢：弹性性质的修饰与应变场中的溶解度

利用第一性原理密度泛函理论研究了间隙氢对α铁弹性性质的影响。我们发现，虽然氢降低了整体强度性能，但影响主要源于由此引起的局部体积膨胀。我们利用这些浓度依赖的弹性模量来模拟均匀应变场对氢溶解度的影响，并外推至实际位错的空间变化应变场中的氢溶解度。我们发现，氢被刃型和螺型位错强烈捕获，导致位错核附近的局部氢浓度显著增加。导致氢在位错核附近聚集的溶解能的应变依赖性，以及我们计算预测的弹性模量降低，与大量实验研究一致，这些研究表明氢在位错附近的捕获在铁和钢的脆化中起着重要作用。