【摘 要】
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合金碳化物的析出行为决定了耐热钢在中、高温条件下的服役寿命.利用Diamond软件探索了合金碳化物M7C3(M=Fe,Cr)的晶体结构,并统计了M7C3中原子间的成键情况.同时,利用第一性
【机 构】
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武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学冶金工程过程系统科学湖北省重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心,
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合金碳化物的析出行为决定了耐热钢在中、高温条件下的服役寿命.利用Diamond软件探索了合金碳化物M7C3(M=Fe,Cr)的晶体结构,并统计了M7C3中原子间的成键情况.同时,利用第一性原理计算其在0K、0Pa条件下M7C3中各原子的磁矩和电子结构.结果表明,M7C3中的Fe、C原子沿着方向分层排列,且Fe原子沿着〈001>方向构成了正方形、三角形、六角环;Fe—C键的键长越长,对应Fe原子的磁矩越大;态密度分布显示M7C3的磁矩贡献主要来自于Fe原子的d轨道,Fe原子d轨道与C原子的p轨道发生了杂化,形成了共价键、离子键,且M7C3具有金属性.Cr原子的自旋极化度小于Fe原子,所以Cr原子的加入使得M7C3的磁性减小.此研究有助于拓展碳化物的应用与控制技术,为碳化物的析出强化机制提供了理论基础.
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