Fe-X(Mn,Si)合金稳定性和弹性性能的第一性原理研究_中国煤炭行业知识服务平台

Fe-X(Mn,Si)合金稳定性和弹性性能的第一性原理研究

作者

户秀萍张彩丽王小宏张齐娜董楠韩培德
单位

太原理工大学材料科学与工程学院新材料界面科学与工程教育部重点实验室
摘要

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了Mn、Si对体心立方晶格Fe结构稳定性和弹性性质影响。计算结果表明,合金化后的Fe-Mn、Fe-Si和Fe-Mn-Si合金满足热力学和力学稳定性。与bcc-Fe单晶弹性常数相比,Fe-Mn、Fe-Si的C11更低、C12和C44更高;而Fe-Mn-Si的C11和C12比bcc-Fe低、C44升高,即Si、Mn的复合合金化体系的各向异性倾向明显高于单一元素合金化。对应的多晶弹性常数来看,Mn单独合金化的体模量B增大,而Mn、Si复合合金化使体模量B大幅度减小。总体来看,Mn、Si单一合金化可提高合金体系的韧性,而复合合金化使体系的强度明显提高,合金延展性由强到弱顺序为Fe15Mn>Fe15Si>Fe16>Fe14MnSi。
关键词

α-Fe结构稳定性弹性性质第一性原理
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目(50874079)；
相关文章

[1]Mg-Li合金界面结构及合金化效应的第一性原理研究
[2]B对Mo等合金元素在γ-Fe ∑9、∑11晶界偏析行为的影响