Кинетика распада в поликристаллическом сплаве Fe−Cu и формирование выделений на границах зерен (ГЗ) исследованы теоретически с использованием атомистического моделирования на различных временных масштабах: методом Монте-Карло, реализующим диффузионное перераспределение атомов Cu, и методом молекулярной динамики, обеспечивающим атомную релаксацию кристаллической решетки. Показано, что при малом размере зерна (D ∼ 10 nm) распад в объеме подавлен, а когерентно связанные с матрицей обогащенные Cu выделения преимущественно образуются на ГЗ. Размер и состав выделений существенно зависят от типа ГЗ: мелкие выделения (1.2−1.4 nm) имеют средний состав Fe−40 at.% Cu и образуются вблизи малоугловых границ зерен, более крупные выделения размером до 4 nm со средним составом Fe−60 at% Cu формируются вблизи границ зерен общего типа и тройных узлов.Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 14-12-00673).

Для выяснения механизмов, контролирующих процессы проскальзывания и миграции границ зерен (ГЗ), энергетика зернограничных сдвигов для нескольких типичных симметричных ГЗ наклона 3 (111), 5 (012), 5 (013) и 11 (113) в бикристалле Al рассчитана с использованием методов ab initio и молекулярно-динамического моделирования. Определена энергия обобщенных зернограничных дефектов упаковки (GB−SF), установлены предпочтительные направления и энергетический барьер для зернограничного проскальзывания. Показано, что относительное смещение соседних зерен при определенных направлениях частичных сдвигов сопровождается консервативной миграцией ГЗ в направлении, перпендикулярном плоскости ее плоскости. Результаты моделирования сопоставляются с известными механизмами зернограничного скольжения Al. Работа выполнена в рамках государственного задания по темам "Давление" № АААА-А18-118020190104-3 и "Структура" № АААА-А18-118020190116-6.