(Fe,Cr)_(7)C_(3)/MoC界面电子特性的第一性原理研究

本工作采用第一性原理平面波赝势的方法,从原子尺度系统探讨了Mo元素对过共晶Fe-Cr-C合金的作用机理,丰富了合金元素对抗磨钢铁材料作用机理的理论数据库。通过构建(Fe,Cr)_(7)C_(3)和MoC的晶体结构和表面模型,计算了各晶体的体相特征,经表面能判定标准确定了各表面模型的原子层数,在此基础上建立了(Fe,Cr)_(7)C_(3)(0001)/MoC(111)界面结构模型,并计算了该界面的稳定性以及电子结构特性等。计算结果表明:采用以Mo终止的五层MoC(111)表面模型和13层(Fe,Cr)_(7)C_(3)(0001)表面模型构建(Fe,Cr)_(7)C_(3)(0001)/MoC(111)界面模型,该界面模型的理想界面结合功为7.47 J/m^(2),说明该界面在理论上是稳定的,界面结合强度较好。此外,(Fe,Cr)_(7)C_(3)(0001)/MoC(111)界面是由极性共价、离子键和金属键连接,表明界面原子间结合强度较高,(Fe,Cr)_(7)C_(3)可以吸附在MoC上,同时MoC作为(Fe,Cr)_(7)C_(3)碳化物的异质形核核心可以细化过共晶Fe-Cr-C合金中的主要硬质相晶粒,从而提高过共晶Fe-Cr-C合金的耐磨性。

稀土元素Eu和冷却速率对Al-7Si合金中共晶硅的影响

针对稀土元素Eu对共晶硅有良好的变质效果,本工作研究了不同Eu含量(0.04%、0.1%、0.16%、0.22%,质量分数,下同)、冷却速率、变质温度、保温时间以及重熔次数对Al-7Si中共晶硅的变质效果的影响。结果表明:冷却速率的提高有利于Eu元素对光晶硅的变质,冷却速率越高,共晶硅由针片状完全转变为纤维状所需加入的Eu越少;变质温度和保温时间会影响Eu元素对共晶硅的变质效果,最佳的变质温度为750℃,最佳的保温时间为15 min;重熔次数的增多,将致使变质失效,在不影响稀土Eu变质效果的情况下,重熔次数应不超过三次。