微合金钢价电子结构与力学性能关联的计算分析.PDFVIP

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2017-06-28 发布于天津
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微合金钢价电子结构与力学性能关联的计算分析

第２３卷　第４期材　料　科　学　与　工　艺Ｖｏｌ２３Ｎｏ４　　２０１５年８月ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡｕｇ．２０１５　　　　　　ｄｏｉ：ｊ．ｉｓｓｎ－１０．１１９５１／．１００５０２９９微合金钢价电子结构与力学性能关联的计算分析王兴隆，彭　艳（燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，河北秦皇岛０６６００４）－－－－摘　要：基于ＥＥＴ理论（固体与分子经验电子理论），以经淬火分配回火（ＱＰＴ）工艺热处理的微合金钢为研究对象，计算了其主要组成晶胞的价电子结构，提出表征微合金钢宏观力学性能的新参量：等效共价电子密度和键能统计值，并给出了准确定义及实验验证，从原子成键角度建立微合金钢各组成晶胞价电子结构相关参数与其强塑性的本质关联．研究表明：微合金钢中马氏体组元为硬脆相，对微合金钢力学性能主要起强化作用；奥氏体组元为塑软相，对微合金钢力学性能主要起韧化作用，而微合金钢表现出的宏观力学性能是其各组元晶胞的价电子结构参数与晶胞含量共同决定的结果．等效共价电子密度是其强度的表征，等效共价电子密度越大，微合金钢强度越大；而键能统计值是其塑性的表征，键能统计值越大，微合金钢塑性越大．关键词：微合金钢；价电子结构；共价电子密度；键能；强塑性－－－中图分类号：ＴＧ１１１．１文献标志码：Ａ文章编号：１００５０２９９（２０１５）０４００３００６ＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｖａｌｅｎｃｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｓｔｅｅｌＷＡＮＧＸｉｎｇｌｏｎｇ，ＰＥＮＧＹａｎ（ＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｆｔｈｅＭｅｔａｓｔａｂｌｅＭａｔｅｒｉａｌｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ０６６００４，Ｃｈｉｎａ）－－Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｓｔｅｅｌｓｔｒｅａｔｅｄｂｙｔｈｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇ⁃ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ⁃ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ（ＱＰＴ）ｐｒｏｃｅｓｓａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｖａｌｅｎｃｅｅｌｅｃｔｒｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｍａｉｎｐｈａｓｅｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｅｌｅｃｔｒｏｎｔｈｅｏｒｙｏｆｓｏｌｉｄｓａｎｄｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，ｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｏｖａｌｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｎｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｂｏｎｄｅｎｅｒｇｙｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｓｔｈｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｔｈｅｉｒａｃｃｕｒａｔｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏ