РУАЭСТ (RUAEST)
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИММЕТРИЧНО НАКЛОННЫХ ГРАНИЦ В СПЛАВЕ FeCr: МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ СТАТИКИ
Актуальность и цели. Знание структуры и энергетических характеристик межзеренных границ (ГЗ – граница зерна) важно для понимания таких явлений, происходящих в материалах, как рост зерен, зернограничная диффузия, сегрегация примесей, деформация и разрушение. Отдельно следует отметить влияние ГЗ на процессы радиационного повреждения материалов. Традиционно ГЗ рассматриваются как стоки для точечных дефектов и примесных атомов. Однако детальные исследования механизмов взаимодействия ГЗ с указанными дефектами на атомарном уровне начали проводиться сравнительно недавно. Целью работы является получение количественных оценок, характеризующих энергетические свойства симметрично наклонных границ в α-Fe, содержащем хром. Материалы и методы. Моделирование проводилось методом молекулярной статики. Для описания межатомного взаимодействия использовали модифицированную версию многочастичного потенциала, предложенного А. Каро и другими и хорошо воспроизводящего кривую энтальпии смешения случайного ферро-магнитного сплава FeCr. Результаты. Получены значения удельных энергий пяти межзеренных границ ∑5(210), ∑5(310), ∑17(410), ∑13(510) и ∑17 (530) с одной осью вращения [001]. Оценены размеры соответствующих им зернограничных областей в чистом железе при нулевой температуре и в бинарном сплаве Fe-9 ат. % Cr при температурах 0 и 300 К. Рассчитаны энергии связи с зернограничной областью вакансии собственных междоузленных атомов (СМА) и замещающего атома Cr в железе. При этом рассмотрено два типа собственных междоузельных конфигураций: гантель с ориентацией <110> из двух атомов железа и гантель смешанного Fe-Cr типа той же ориентации. Выводы. Для чистого железа при нулевой температуре отмечено удовлетворительное согласие результатов расчетов с результатами других исследователей.