Role of magnetic degrees of freedom in a scenario of phase transformations in steel

Razumov, I. K.; Boukhvalov, D. V.; Petrik, M. V.; Urtsev, V. N.; Shmakov, A. V.; Katsnelson, M. I.; Gornostyrev, Yu. N.

doi:10.1103/physrevb.90.094101

Cited by 27 publications

(53 citation statements)

References 37 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This is also supported by a recent work from Razumov et al [50], which reported that the short-range FM ordering in PM austenite is essential for the martensitic transformation of the Fe lattice. Second, as reported by Okatov et al [46], the exchange parameter J of fcc Fe shows a clear FM ordering with increasing volume and tetragonality.…”

Section: Magnetic State At the Austenite/ferrite Interfacesupporting

confidence: 70%

Structural transformations among austenite, ferrite and cementite in Fe–C alloys: A unified theory based on ab initio simulations

et al. 2015

View full text Add to dashboard Cite

a b s t r a c tStructural transformations in Fe-C alloys are decisive for the mechanical properties of steels, but their modeling remains a challenge due to the simultaneous changes in Fe lattice and redistribution of C. With a combination of the orientation relationships between austenite, ferrite and cementite, we identify a metastable intermediate structure (MIS), which can serve as a link between the three phases. Based on this framework, different mechanisms depending on the local conditions (C concentration, strain, magnetism) are revealed from ab initio nudged elastic band simulations, which allow us to construct a unified theory for the structural transformations among austenite, ferrite and cementite.

show abstract

Section: Magnetic State At the Austenite/ferrite Interfacesupporting

confidence: 70%

Structural transformations among austenite, ferrite and cementite in Fe–C alloys: A unified theory based on ab initio simulations

et al. 2015

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The energies of various phases were compared and the respective correct values of magnetic moments at zero temperature were obtained within these studies 1,3,4 . The combination of these methods with the Heisenberg model gave a possibility to treat magnetic correlations (also at finite temperature), and provided an accurate value for the Curie temperature of bcc Fe 5,6 , its thermodynamic properties 7,8 , and magnon-phonon coupling 9 . This combination also resulted in an accurate value for the alpha-gamma transition temperature as a function of carbon concentration 8 .…”

mentioning

confidence: 99%

Nonlocal correlations in the vicinity of the α−γ phase transition in iron within a DMFT plus spin-fermion model approach

2016

View full text Add to dashboard Cite

We consider nonlocal correlations in iron in the vicinity of the α-γ phase transition within the spinrotationally-invariant dynamical mean-field theory (DMFT) approach, combined with the recently proposed spin-fermion model of iron. The obtained nonlocal corrections to DMFT yield a decrease of the Curie temperature of the α phase, leading to an agreement with its experimental value. We show that the corresponding nonlocal corrections to the energy of the α phase are crucially important to obtain the proximity of energies of α and γ phases in the vicinity of the iron α-γ transformation.

show abstract

“…где F el.in -энергия деформационного взаимодействия углерода с напряжениями, создаваемыми растущей коло [18,20,27]. Энергии α и γ фаз в присутствии уг-лерода (или без него) были рассчитаны ab initio для парамагнитного и ферромагнитного состояний.…”

Section: формулировка моделиunclassified

“…При σ n = 0 распад развивается по классическому сценарию роста выделения феррита [27], и соответству-ющие расчеты здесь не приводим.…”

Section: результаты моделирования и обсуждениеunclassified

See 1 more Smart Citation

Стабилизация Роста Перлитной Колонии В Результате Взаимодействия Углерода С Дилатациями Решетки

Разумов¹

2017

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Предложенная ранее модель перлитного превращения развивается с учетом возможного взаимодействия углерода с дилатациями решетки, возникающими в аустените вблизи перлитной колонии. Создаваемые колонией нормальные напряжения стимулируют автокатализ пластин, а тангенциальные напряжения способствуют стабилизации фронта превращения. Обсуждается механизм ветвления феррита, который может играть существенную роль в кинетике перлитного и бейнитного превращений.Работа выполнена в рамках государственного задания ФАНО России (тема " Магнит", № 01201463328).DOI: 10.21883/FTT.2017.10.44954.110 ВведениеПерлитное превращение в углеродистой стали [1-3] относится к классу эвтектоидных превращений, при которых исходная метастабильная фаза претерпевает распад ниже эвтектоидной температуры T eutec на две новые фазы по сценарию роста колоний. В случае перлитного превращения в стали при T eutec < 1000 K ме-тастабильный аустенит (γ-Fe, ГЦК решетка) распадается на феррит с низкой растворимостью углерода (α--Fe, ОЦК решетка) и цементит, содержащий 25 at.% углерода (θ-фаза, орторомбическая решетка); в результате обычно формируется регулярная пластинчатая структура. Эв-тектоидные превращения наблюдаются также в сплавахНесмотря на сходство перлита со структурами, возни-кающими при спинодальном распаде (SD) [7], классиче-ский SD невозможен в γ-Fe, поскольку энергия смеше-ния углерода положительна в этой фазе [8]. Теоретиче-ские исследования фокусировались на исследовании ста-ционарного роста перлитной колонии с плоским фрон-том [9-14], что позволило, в частности, установить тем-пературную зависимость межпластиночного расстояния λ ≈ 1/(T − T eutec ), в согласии с экспериментом. В рабо-те [11] впервые была сформулирована гипотеза, недавно подтвержденная phase-field моделированием [15], что устойчивый рост перлитной колонии обеспечивается ускорением диффузии углерода на ее фронте. В рабо-те [15] было показано, что в отсутствие этого ускорения ферритные пластины быстро прорастают в аустенит, после чего регулярная структура колонии разрушается. В то же время, в работе [16] цитируется мнение Хил-лерта, согласно которому трудно ожидать значительного ускорения диффузии на фронте превращения, учитывая и без того быструю диффузию в объеме фаз.Зарождение перлитной колонии обсуждалось каче-ственно в работе [17], где было отмечено, что меж-ду линиями фазовой диаграммы A 3 и A cm (рис. 1) экстраполированными в область температур T < T eutec , аустенит пересыщен по отношению как к ферриту, так и к цементиту. Углерод вытесняется из ферри-та, способствуя зарождению цементита на границе с ферритом. В свою очередь, рост выделения цементита приводит к обеднению углеродом прилегающей обла-сти, способствуя зарождению феррита. Процесс может описываться в терминах флуктуационного зарождения, причем вероятность зарождения каждой из фаз зависит от локального состава.В работе [19] был впервые рассмотрен автокаталити-ческий сценарий распада метастабильных фаз, и обсуж-Рис. 1. Диаграмма превращений в системе Fe−C, построенная в рамках модели [18] с уточненной параметриза...

show abstract

Role of magnetic degrees of freedom in a scenario of phase transformations in steel

Cited by 27 publications

References 37 publications

Structural transformations among austenite, ferrite and cementite in Fe–C alloys: A unified theory based on ab initio simulations

Structural transformations among austenite, ferrite and cementite in Fe–C alloys: A unified theory based on ab initio simulations

Nonlocal correlations in the vicinity of the α−γ phase transition in iron within a DMFT plus spin-fermion model approach

Стабилизация Роста Перлитной Колонии В Результате Взаимодействия Углерода С Дилатациями Решетки

Contact Info

Product

Resources

About