Page 64 - 国外钢铁技术信息内参（2024年9月）

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Fe 中碳固溶对形成正方晶的影响，结果表明 c/a 随碳浓度的增加而增大，c/a 的

实际测量结果与计算结果完全一致（图 18）。另外，还通过改变 2 个碳原子的

相对位点对其排列的稳定性进行了研究，结果表明当 2 个碳原子固溶于相应位 ᇏݓࣁඋ࿐߶

置上的同一 C 位点时，排列最为稳定（图中位点 3）。但是，即使固溶于此类
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C 位点，如果位点间由于出现 Fe 这一间隔原子而呈哑铃结构（图中），则其

在能量上也并不稳定。此外，相关文献所提供的同一 C 位点的碳固溶稳定性以

及 c/a 的实验与理论计算值的一致性研究结果表明，弹性效应是决定碳原子能

否有序排列的主要影响因素。Zhang 等人的研究中还在碳原子长距离弹性相互

作用的基础上，对其与位错偏析之间的强弱关系进行了研究，结果表明当碳原 ᇏݓࣁඋ࿐߶

子含量低于 1.6 at%时，由于位错碳偏析和无序排列处于稳定状态，c/a～1；而
在碳原子含量较高的情况下，由于碳原子处于有序化状态，需要通过理论计算

确定 c/a 值。 ᇏݓࣁඋ࿐߶

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图 18 c/a 与碳浓度的关系及 2 个碳原子的相对位置关系
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如图 19 所示，考虑到正方晶轴率，在有限温度下利用簇膨胀-变量法评估

了 bct 结构（体心正方结构）的自由能，结果表明在有限温度条件下，碳含量

较低时正方晶轴率较小的结构比较稳定，而碳含量较高时正方晶轴率较大的结

构更为稳定。另外，自由能曲线呈上凸状表明α-Fe 中碳富集区（组分：Fe2C）

与 Fe 出现两相分离，碳富集区的碳排列与下文所述 碳化物的碳排列相似，因

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CSM 中国金属学会 CMISI 冶金工业信息标准研究院

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