在面心立方（fcc）铁（Fe）中，Σ9(114)晶界处的应变介导的钼（Mo）分离与沉淀核化：基于第一性原理的原子尺度研究

《steel research international》：Strain-Mediated Mo Segregation and Precipitate Nucleation at Σ9(114) Grain Boundaries in Fcc-Fe: A First-Principles Atomic-Scale Investigation

高钼奥氏体不锈钢热加工中钼沿Σ9(114)晶界偏析，形成富钼析出相。一阶原位计算表明，钼偏析降低晶界结合强度，其原子尺寸不匹配引发显著晶格畸变。施加微应变可热力学稳定偏析相，改变化学势场，促进析出相形核，原子位移与局部应变场协同作用形成优先成核路径。

　　

摘要

高钼超级奥氏体不锈钢在热机械加工过程中，钼会沿着晶界（GBs）发生明显的偏聚，这促进了热轧过程中富钼沉淀物的形成。为了优化材料性能，从原子层面理解控制这种沉淀行为的基本机制至关重要。本研究采用第一性原理计算方法，系统地研究了面心立方（fcc-Fe）结构中Σ9（114）晶界区域的钼偏聚行为，并评估了应变对溶质聚集动力学和沉淀物形核的影响。结果表明，钼倾向于偏聚到Σ9（114）晶界内的特定位置，尽管该晶界的溶质容纳能力有限。随着钼的逐渐偏聚，晶界的凝聚力降低，且键合强度的减弱与钼的积累量呈正相关。值得注意的是，钼引起的原子尺寸不匹配会引发显著的晶格畸变。施加微应变可以通过热力学稳定偏聚过程并改变局部原子环境来促进钼的聚集。溶质聚集与应变引起的畸变之间的相互作用会导致显著的原子位移，从而形成有利于通过优先相形成路径进行沉淀物形核的局部应变场。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。