论文部分内容阅读
实验室条件下,晶格结构单一的Fe-Mn合金的获得较为困难,因此还未见到单相Fe-Mn合金应力应变关系的相关报道。第一原理不但可以计算单相Fe-Mn合金的弹性常数,弥补实验的不足,而且可以研究Fe-Mn合金的电子结构。本课题的目的就是使用第一原理计算软件研究Fe-Mn单相合金的弹性常数和态密度,为Fe基材料的开发提供一定的参考。几何优化的结果显示,Fe晶胞中掺杂一定量的Mn可以扩张晶胞体积,且Mn含量越高对应Fe-Mn合金的晶格参数越大。弹性常数计算和分析的结果表明体心立方Fe(FM)和面心立方Fe(PM)中掺杂一定量的Mn元素可以起到增大弹性常数和弹性模量、提高硬度和降低塑性的作用;体心立方Fe(PM)中加入一定的Mn元素可以起到减小弹性常数和弹性模量、降低硬度和提高塑性的作用。体心立方的Fe-Mn(FM)合金的各向异性和剪切各向异性程度随Mn含量的增加而提高;体心立方的Fe(PM)中加入一定量的Mn可以增大其各向异性和剪切各向异性程度;面心立方的Fe-Mn合金的各向异性因子和剪切百分比弹性各向异性因子与Mn含量之间为上开口的抛物线关系。态密度计算结果显示Fe(BCC)中掺杂一定量的Mn元素后,N(EF)和EF值降低,且Fe-Mn合金中Mn含量越高,其对应的N(EF)和EF值越小,即在该课题研究范围内Fe-Mn(BCC)合金中Mn含量越高体系的稳定性相对越好。与之相反的是Mn含量越高对应Fe-Mn(FCC)合金的稳定性越差。