高帅
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吴永全
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沈通
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张宁
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王赛
上海金属
通过分子动力学模拟,采用较先进的键型指数法HA及原子团类型指数法CTIM-2,对Fe连续升温、降温过程中微观结构进行模拟研究.结果表明:连续升温过程,Fe的微观结构变化是bcc→fcc\hcp→bcc→液体；连续降温过程,Fe的微观结构变化是液体→fcc\hcp.Fe凝固结束没有形成大量的高温bcc晶体,原因是在高温液态中bcc结构原子稳定性较差,fcc和hcp结构原子更易稳定存在.此外,温度变化速率过快,可诱导晶体生长过程中发生层错,促使Fe在升温、降温过程出现fcc和hcp晶体的交替分层分布,这与fcc和hcp晶体的原子能量相近、晶体的致密度相同、原子空间堆垛方式局部相同有关.
关键词:
原子团类型指数法
,
键型指数法
,
Fe微观结构
,
分子动力学模拟
刘益虎
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吴永全
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沈通
,
王召柯
,
蒋国昌
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00327
采用所构建的长程F-S势函数,对连续升温过程中γ-Fe→δ-Fe→液态Fe的相变过程进行了分子动力学(MD)模拟.结果表明,计算得到的γ-Fe→δ-Fe→以及液态Fe的微观结构(径向分布函数、配位数)和宏观物性(密度)都能与实验结果吻合很好,但相变温度点与实验值的偏差较大,推测是由过快升温速度造成的过热度过高所致.从微观结构、瞬态能量及密度的分析出发,讨论了固态相变(γ-Fe→δ-Fe→)和固-液相变(δ-Fe→液态Fe)的具体过程.其中,固态相变主要形成于晶格扭曲和滑移,而固-液相变即熔化过程起始于固体岛颗粒的边缘,并逐渐向其中心扩散.在相变演化过程中,通过瞬态能量和密度的起伏观察到明显的孕育过程.
关键词:
纯Fe
,
升温相变
,
分子动力学
,
微观结构
