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本文基于改进分析型EAM(MAEAM)模型研究了金属铁的自扩散,溶质镍原子在铁中扩散和间隙碳原子在铁中扩散过程,并分析其在扩散过程中的扩散机制;构造了位错的原子模型,研究了置换溶质钒原子与铁[100](001)位错的相互作用,间隙碳原子与铁1/2[111](110)位错的相互作用;从原子尺度研究了铁1/2[111](110)位错在不同负载情况下,位错的运动情况,获得了一系列有意义的结果;主要有:1、研究了金属铁的自扩散,溶质镍原子在铁中扩散和间隙碳原子在铁中扩散过程.铁单空位最近邻自扩散激活能(2.425eV)和迁移能(0.768eV),计算结果与实验结果(自扩散激活能2.60eV)和其它理论计算结果符合;镍扩散到最近邻铁空位的扩散激活能(2.260eV),计算结果与实验结果(2.55eV)相符;碳在铁中扩散激活能(031eV)小于实验结果(0.87eV),与Hong et al.计算结果(0.36eV)相当.扩散机制为:自扩散和置换式溶质扩散,低温下以单空位最近邻扩散为主,高温下双空位扩散也是主要扩散机制之一;碳以间隙原子机制扩散.2、构造了铁[100](001)和1/2[111](110)位错的原子模型,研究了置换型溶质钒与铁[100](001)位错的相互作用,发现溶质钒替代拉伸区位错芯位置的铁原子时,掺钒位错系统能量最低、结构最稳定,溶质钒与位错之间的相互作用最强(-0.082eV),它会阻碍位错的运动,导致固溶强化.有关间隙型碳原子与铁1/2[111](110)位错的相互作用研究,发现碳原子处于位错芯中心时,掺碳位错系统能量最低、碳原子格位能也最低,结构最稳定,碳原子与位错之间的相互作用最强.3、研究了铁1/2[111](110)位错在表面施加不同应变率情况下,位错的运动情况,位错运动的平均速度随施加的位移量增加而增加.当(1-10)面表面原子的位移小于0.004A时,位错运动平均速度与(1-10)面表面原子位移量近似线性关系;当(1-10)面表面原子的位移大于0.004A时,位错运动平均速度与(1-10)面表面原子位移应变量的关系呈非线性增加的趋势;当位移应变量为0.005A时,位错运动的平均速度达163.2m/s.以上的研究表明:从原子尺度及MAEAM模型对原子扩散和位错动力学的研究,有助于深入了解原子的扩散和位错动力学细节过程,为材料性能的预测和改进提供指导.