合金元素对钢中NbC异质形核影响的第一性原理研究

摘要：

为了探索不同合金元素对NbC异质形核的影响,本文利用第一性原理研究了合金元素X(X=Cr,Mn,Mo,W,Zr,V,Ti,Cu和Ni)对ferrite(100)/NbC(100)界面性质的影响,并且分析了上述合金元素掺杂前后界面的黏附功、界面能和电子结构.研究结果表明,Cr,V和Ti掺杂的界面具有负的偏聚能,说明它们容易偏聚到ferrite/NbC界面,但Mn,W,Mo,Zr,Cu和Ni却难以偏聚到此界面.当Mn,Zr,Cu和Ni取代界面处的Fe原子后,界面的黏附强度降低,即这些合金减弱铁素体在NbC上的形核能力.然而Cr,W,Mo,V和Ti引入界面后,其黏附功比掺杂前的界面要大,且界面能均降低,即提高了界面的稳定性.因此,W,Mo,V和Ti,尤其是Cr,能够有效地促进铁素体形核和细化晶粒.电子结构分析表明,Zr和Cu引入界面后,界面处的Zr,Cu原子和C原子的相互作用变弱;然而Cr和W引入界面后,Cr,W和C原子之间形成了很强的非极性共价键,提高了ferrite/NbC界面的结合强度.

关键词：合金元素、异质形核、NbC、第一性原理

所属期刊栏目：66

分类号：O15;TG1

资助基金：国家自然科学基金51404113,51404110;江西理工大学创新训练项目批准号:XZG-16-08-14资助的课题.Project supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant .51404113,51404110;Innovation Training Program of Jiangxi University of Science and Technology,ChinaGrant XZG-16-08-14

在线出版日期：2017-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：316-323