超级奥氏体不锈钢具有优异的耐点蚀、抗晶界腐蚀和抗应力腐蚀性能,广泛应用于能源环保、海洋开发、石油化工和纸浆、造纸漂白等领域。超级奥氏体不锈钢比传统奥氏体不锈钢含有更多的Mo元素,Mo能促进不锈钢表面钝化膜Cr₂O₃的形成,可显著提高不锈钢的耐蚀性能。但是,Mo极易偏聚于晶界形成脆性σ相,直接影响到超级奥氏体不锈钢的热加工性能和耐蚀性能。如何抑制Mo在晶界的偏析、抑制σ相析出是改善超级奥氏体不锈钢质量的关键。本课题组前期实验研究结果表明,超级奥氏体不锈钢中B的添加可明显降低σ相在晶界的析出倾向,从而改善了超级奥氏体不锈钢热锻开裂的现象。结合实验结果,我们通过采用第一性原理的理论计算方法,研究B、Mo对超级奥氏体不锈钢Σ5（210）晶界σ相析出行为的影响,从原子层次解释实验现象背后的电子成因。依据超级奥氏体不锈钢主含元素Fe、Cr、Ni的成分配比,在面心立方Fe的基础上搭建Fe-Cr-NiΣ5（210）晶界。首先研究Mo对Cr在Fe-Cr-NiΣ5（210）晶界偏聚行为的影响,从模拟角度再现了晶界处σ相的形成过程。计算结果表明,晶界位置的Mo能够吸引其它位置的Cr向晶界位置偏聚,同时提高晶界的结合强度。计算结果还表明,Mo、Cr的复合将降低晶界的结合能力,从微观上解释了σ相在热加工中易开裂的原因。其次,研究B、Mo元素在Fe-Cr-NiΣ5（210）体系中的占位及偏析倾向。结果表明,B、Mo元素均易向晶界处偏聚,且B比Mo更易向晶界处偏聚。另外,对于偏聚到晶界处的B、Mo元素,高含量的B能提高晶界的结合强度,低含量的B和不同含量的Mo对晶界结合强度的影响很小。拉伸模拟计算结果表明在晶界位置处高含量的B有利于晶界的结合,高含量的Mo不利于晶界的结合。最后,探究B对Mo在Fe-Cr-NiΣ5（210）晶界偏聚行为的影响。计算结果表明B位于晶界处时可抑制Mo向晶界偏聚,同时还能提高晶界的结合强度。这可解释实验上超级奥氏体不锈钢中B的添加可明显降低σ相在晶界析出倾向的现象。计算结果还表明,当B位于晶界处,低含量的Mo偏聚到过渡位置时,晶界的稳定性最好。