奧氏體不銹鋼層錯能的理論研究.pdf

1、層錯能是材料塑性變形中的重要本征參數(shù)，對材料的脆性．韌性轉變有著重要影響。常溫下材料最常見的兩種塑性變形方式是位錯滑移和孿生，位錯的滑移和孿生導致了滑移帶和孿晶的產(chǎn)生。雖然滑移帶和孿晶引起晶格的畸變量較小，但是層錯能的高低，尤其是本征層錯能(γisf)和非穩(wěn)定層錯能(γisf)，卻影響著位錯的形核、運動、束集、交滑移和分解。降低材料的層錯能有利于進一步激發(fā)位錯的滑移和孿生，從而改善材料的力學性能。
　　 N和Ni是奧氏體不銹鋼中

2、主要的合金化元素，對不銹鋼的組織、性能有著重要影響。盡管實驗上已有不銹鋼γisf的值，但是測量過程對實驗設各要求很高，并且只能獲得γisf，且實驗測得的γisf偏差較大。而計算材料科學的發(fā)展剛好彌補了實驗上的不足，目前已經(jīng)成功應用于Al、Fe、Cu、Ni等材料的層錯能的研究。
　　 本論文采用基于密度泛函理論的第一性原理，從原子層次上研究了Ni、N對奧氏體不銹鋼層錯能的影響。主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)研究了Ni、N

3、對奧氏體不銹鋼穩(wěn)定性的影響。結果表明Ni、N固溶后都能夠提高奧氏體不銹鋼的穩(wěn)定性，Ni、N的占位對于奧氏體不銹鋼的穩(wěn)定性影響不明顯。
　　 (2)從電子層次上探索了Ni、N對于奧氏體不銹鋼的影響：Ni固溶于奧氏體不銹鋼后改善了Fe和Cr原子周圍的電荷分布，加強了Cr原子和Fe原子之間的成鍵能力，N固溶于304不銹鋼中能與Fe、Cr、Ni元素產(chǎn)生強烈的共價作用。
　　 (3)研究了Ni、N對奧氏體不銹鋼γus、γisf的影

4、響： Ni含量的增加，提高了位錯滑移所需克服的勢壘，增加了位錯滑移的難度，而N的固溶卻能夠降低奧氏體不銹鋼中位錯滑移所需克服的勢壘，有利于位錯滑移。隨著Ni含量的增加γus/γisf降低，有利于Frank全位錯的形成，而γus/γisf玎卻隨著N含量的增加而增加，有利于Stocldey部分位錯和孿晶的形成。
　　 (4)綜合分析對比了Ni、N對于奧氏體不銹鋼的影響：Ni含量的增加使γus/γisf降低，但減緩的幅度很小，而微量的