Page 79 - 国外钢铁技术信息内参（2024年9月）
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                   等人通过分析各元素的偏析位点发现，Sc、Ti 和 V 等在元素周期表中位于 Fe

                   左侧的元素易于取代晶界中体积较大位点（疏散位点-looser site）处的 Fe，而

                   元素周期表中位于 Fe 右侧的 Co、Ni 和 Cu 等元素主要倾向于向体积较小的晶                                        ᇏݓࣁඋ࿐߶

                   界位点（紧密位点-tighter site）偏析。介于中间区域的 Cr 和 Mn 元素，则未发
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                   现明显的优先倾向趋势。类似研究另还发现，Al 和 Si 分别倾向于向体积较大的

                   位点和体积较小的位点发生稳定偏析。                                                                                               ᇏݓࣁඋ࿐߶











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                          图 32 α-Fe 中Σ5(013)晶界处溶质元素偏析能与溶质原子尺寸的关系
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                        相较于上述元素，B、C、P 和 S 等轻元素容易导致晶界强化或脆化，因此，

                   研究人员早已利用第一性原理计算法开始进行该方面的针对性研究。研究结果

                   表明，此类元素的偏析能均达 leV 级以上，并且其中 B 的偏析能最大。另外，

                   相关研究报告中指出，S 通过取代晶界处 Fe 发生偏析，但 B 和 C 并未取代 Fe，

                   而是稳定保持在间隙位点处。此外，P 则在不同的晶界条件下表现出不同的行

                   为倾向，同时具有稳定保持于取代位点或间隙位点处的可能性。研究人员还针
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                   对晶界处多种元素间的相互作用进行了分析。

                        如上所述，研究人员通过第一性原理计算对各种元素的晶界偏析行为进行

                   了研究，但第一性原理计算的主要对象是计算成本较低的对称倾角晶界，不适

                   用于一般随机晶界偏析研究。因此，可以利用分子静力学法进行此类晶界偏析
                   研究。这种方法通过将随机晶界位点中的原子与晶内原子的调换实现结构弛豫，

                   从而计算偏析能。晶界和晶内原子调换过程中，也可以通过蒙特卡罗法研究有


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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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