连续升温过程中γ-Fe→δ-Fe→液态Fe相变的分子动力学模拟

采用所构建的长程F-S势函数,对连续升温过程中γ-Fe→δ-Fe→液态Fe的相变过程进行了分子动力学(MD)模拟。结果表明,计算得到的γ-Fe,δ-Fe以及液态Fe的微观结构(径向分布函数、配位数)和宏观物性(密度)都能与实验结果吻合很好,但相变温度点与实验值的偏差较大,推测是由过快升温速度造成的过热度过高所致,从微观结构、瞬态能量及密度的分析出发,讨论了固态相变(γ-Fe→δ-Fe)和固-液相变(δ-Fe→液态Fe)的具体过程,其中,固态相变主要形成于晶格扭曲和滑移,而固-液相变即熔化过程起始于固体岛颗粒的边缘,并逐渐向其中心扩散,在相变演化过程中,通过瞬态能量和密度的起伏观察到明显的孕育过程。