Моделирование методом Монте-Карло кинетики распада и образования выделений на границах зерен общего типа в разбавленных ОЦК-сплавах Fe-Сu

Abstract

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).

Кинетика ранних стадий распада в разбавленном ОЦК-сплаве Fe-Сu-Ni-Al: MC + MD-моделирование

“…Число MC-шагов на 2-ом этапе составляло ∼ 7.0 • 10 5 . МД-релаксация кристаллита рассматриваемого сплава осуществлялась через каждые 10 4 MC-шагов, что является достаточным, так как в ОЦК Fe-изменение энергии при MD-релаксации невелико[24]. Энергии взаимодействия (eV) для пар атомов Ni−Ni, Cu−Cu и Al−Al в матрице α-Fe (выигрыш по сравнению с энергией атомов, расположенных на 8-ой координационной сфере) Для ab initio результатов приведены данные для ферромагнитного (FM) и парамагнитного (PM) состояний сплава.…”