Примеси углерода в парамагнитном ГЦК-железе: ab initio моделирование энергетических параметров
Автор: Ридный Ярослав Максимович, Мирзоев Александр Аминулаевич, Мирзаев Джалал Аминулович
Рубрика: Физика
Статья в выпуске: 2 т.7, 2015 года.
Бесплатный доступ
С использованием программного пакета WIEN2k проведено ab initio моделирование равновесной структуры и свойств ГЦК-железа с примесями углерода. Предложена модель, способная реалистично описать парамагнитное состояние ГЦК-железа. Вычислены энергия растворения углерода и энергии взаимодействия между атомами углерода в ГЦК-железе до четвертой конфигурационной сферы. Показано, что во всех сферах наблюдается отталкивание, причем оно максимально во второй, а минимально в третьей координационной сфере.
Гцк-железо, парамагнитное состояние, первопринципноемоделирование, примеси углерода, метод lapw
Короткий адрес: https://sciup.org/147158858
IDR: 147158858
Список литературы Примеси углерода в парамагнитном ГЦК-железе: ab initio моделирование энергетических параметров
- Jiang, D.E. Carbon dissolution and diffusion in ferrite and austenite from first principles/D.E. Jiang, E.A. Carter//Physical Review B. -2003. -Vol. 67. -P. 214103.
- Acet, M. The Role of the Nature of Magnetic Coupling on the Martensitic Transformation in Fe-Ni/M. Acet, E.F. Wassermann, K. Andersen et al.//Journal de Physique IV France. -1997. -Vol. 7, № C5. -P. 401-404.
- Weiss, R.J. Components of the Thermodinamic Functions of Iron/R.J. Weiss, K.J. Tauer//Physical Review. -1956. -Vol. 102, № 6. -P. 1491-1495.
- Effect of magnetic state on the γ-α transition in iron: First-principles calculations of the bain transformation path/S.V. Okatov, V.N. Urtsev, M.I. Katsnelson et al.//Physical Review B. -2009. -Vol. 79. -P. 094111.
- A first-principles theory of ferromagnetic phase transitions in metals/B.L. Gyorffy, A.J. Pindor, J. Staunton et al.//Journal of Physics F: Metal Physics. -1985. -Vol. 15, № 6. -P. 1337-1386.
- Marsman, M. Broken symmetries in the crystalline and magnetic structures of g-iron/M. Marsman, J. Hafner//Physical Review B. -2002. -Vol. 66. -P. 224409.
- Shiflet, G.J. Further considerations on the thermodynamics of the proeutectoid ferrite reaction in Fe-C alloys/G.J. Shiflet, J.R. Bradley, H.I. Aaronson//Metallurgical Transactions A. -1984. -Vol. 15. -P. 1287-1288.
- Gustafson, P. Thermodynamic evaluation of the Fe-C system/P. Gustafson//Scandinavian Journal of Metallurgy. -1985. -Vol. 14. -Issue 5. -P. 259-267.
- Могутнов, Б.М. Термодинамика сплавов железа/Б.М. Могутнов, И.А. Томилин, Л.А. Шварцман. -Москва: Металлургия, 1984. -206 с.
- Lobo, J.A. Thermodynamics of carbon in austenite and Fe-Mo austenite/J.A. Lobo, G.H. Geiger//Metallurgical Transactions A. -1976. -Vol. 7, № 8. -P. 1359-1364.
- First-principles study of helium, carbon, and nitrogen in austenite, dilute austenitic iron alloys, and nickel/D.J. Hepburn, D. Ferguson, S. Gardner, G.J. Ackland//Physical Review B. -2013. -Vol. 88. -P. 024115.
- Magnetism and Local Distortions near Carbon Impurity in g-Iron/D.W. Boukhvalov, Y.N. Gornostyrev, M.I. Katsnelson, A.I. Lichtenstein//Physical Review Letters. -2007. -Vol. 99. -P. 247205.
- Slane, J.A. Experimental and Theoretical Evidence for Carbon-Vacancy Binding in Austenite/J.A. Slane, C. Wolverton, R. Gibala//Metallurgical and Materials Transactions A. -2004. -Vol. 35, № 8. -P. 2239-2245.
- Ponomareva, A.V. Ab initio calculation of the solution enthalpies of substitutional and interstitial impurities in paramagnetic fcc Fe/A.V. Ponomareva, Yu.N. Gornostyrev, I.A. Abrikosov//Physical Review B. -2014. -Vol. 90. -P. 014439
- Надутов, В.М. Межатомное взаимодействие и распределение атомов внедрения в железо-азотистых и железо-углеродистых сплавах: автореферат дис. д-ра физ.-мат. наук/В.М. Надутов. -Киев: ИМФ НАН Украины им. Г.В.Курдюмова, 1997. -55 с.
- Гаврилюк, В.Г. Распределение углерода в стали/В.Г. Гаврилюк. -Киев: Наукова Думка, 1987. -C. 208.
- Oda, K. Local interactions in carbon-carbon and carbon-M (M: Al, Mn, Ni) atomic pairs in FCC γ-iron/K. Oda, H. Fujimura, H. Ino//Journal of Physics: Condensed Matter. -1994. -Vol. 6, no. 3. -P. 679.
- Blanter, M.S. Interaction of interstitial carbon atoms in austenite/M.S. Blanter//Acta Metallurgica. -1999. -Vol. 41. -P. 7-8.
- Могутнов, Б.М. Термодинамика железо-углеродистых сплавов/Б.М. Могутнов, Н.А. Томилин, Л.А. Шварцман. -М.: Металлургия, 1972. -328 с.
- Mou, Y. The carbon-carbon interaction energy in alpha Fe-C alloys/Y. Mou, H.I. Aaronson//Acta Metallurgica. -1989. -Vol. 37. -Issue 3. -P. 757-765.
- Кожеуров, В.А. К термодинамике растворов внедрения/В.А. Кожеуров//Известия ВУЗов.Черная металлургия. -1965. -№ 2. -С. 10-16.
- Dunn, W.W. The Application of Quassi-chemical Solid Solution Model to Carbon Austenite/W.W. Dunn, R.B. McLellan//Metall Trans. -1970. -Vol. 1, № 5. -P. 1263-1265.
- Mclellan, R.B. The C-C interaction energy in iron-carbon solid solutions/R.B. Mclellan//Acta Metallurgica. -1987. -Vol. 35, № 8. -С. 2151-2156.
- Timoshevskii, A.N. Ab-initio modeling of the short range order in Fe-N and Fe-C austenitic alloys/A.N. Timoshevskii, S.O. Yablonovskii//Functional Materials. -2011. -Vol. 18, № 4. -P. 517-522.
- First-principles study of Mn, Al and C distribution and their effect on stacking fault energies in fcc Fe/N.I. Medvedeva, M.S. Park, D.C.V. Aken, J.E. Medvedeva//Journal of Alloys and Compounds. -2014. -Vol. 582. -P. 475-482.
- Ридный, Я.М. Расчёт из первых принципов энергий взаимодействия между атомами углерода в антиферромагнитном двухслойном ГЦК-железе/Я.М. Ридный, А.А. Мирзоев, Д.А. Мирзаев//Вестник ЮУрГУ. Серия «Математика. Механика. Физика». -2014. -Т. 6, № 4. -С. 53-58.
- Schwarz, К. Electronic structure calculations of solids using the WIEN2k package for material science/K. Schwarz, P. Blaha, G.K.H. Madsen//Computer Physics Communications. -2002. -Vol. 147. -P. 71-76.
- Cottenier, S. Density Functional Theory and the family of (L)APW-methods: a step-by-step introduction/S. Cottenier. -2004. .
- Monkhorst, H.J. Special points for Brillouin-zone integrations/H.J. Monkhorst, J.D. Pack//Physical Review B. -1976. -Vol. 13, № 12. -P. 5188-5192.
- Ридный, Я.М. Ab-initio моделирование влияния ближнего окружения примесей углерода на энергию их растворения в ГЦК-железе/Я.М. Ридный, А.А. Мирзоев, Д.А. Мирзаев//Вестник ЮУрГУ. Серия «Математика. Механика. Физика». -2013. -Т. 5, № 2. -С. 108-116.
- The lattice parameters of austenite and ferrite in Fe-C as functions of carbon concentration and temperature/M. Onink, C.M. Brakman, F.D. Tichelaar et al.//Scripta Metallurgica Et Materialia. -1993. -Vol. 29, № 8. -P. 1011-1016.
- Деянов, Р.З. ODSS(Ordered-Disordered-Solid-Solution) Ver.1.-binar Программа расчета неупорядоченных сверхячеек для моделирования твердых растворов замещения/Р.З. Деянов, Н.Н. Еремин, В.С. Урусов. -Москва, 2006-2007. .
- Ридный, Я.М. Ab-initio моделирование энергии растворения атома углерода в парамагнитном ГЦК-железе/Я.М. Ридный, А.А. Мирзоев, Д.А. Мирзаев//Вестник ЮУрГУ. Серия «Математика. Механика. Физика». -2014. -Т. 6, № 3. -С. 86-91.
Статья научная
