珠光体界面

氢脆倾向可预判

基于第一性原理计算的Fe3C/α-Fe界面结构与氢俘获机制，为抗氢脆高强钢设计提供判据。

陈飞达 · 江海涛 · 张云 · Shiwei, Tian · Yonggang, Yang · 张瑞杰 · Haiqing, Zhong · Xiaoyong, Tang

Journal of Materials Research and Technology 2023

参数信息

氢偏聚能（最大值）

0.38 eV

技术优势

氢陷阱可预测

通过计算氢偏聚能，可以直接比较不同界面的氢俘获能力，指导选择最优界面取向。

界面强度可排序

界面能和分离功计算给出了三种取向界面的理论结合强度排序，明确了最稳定的界面结构。

机制已阐明

电荷密度和态密度分析表明，界面形成源于渗碳体 C 与铁素体 Fe 的共价键，且 C 原子排斥 H 原子，H–Fe 键强度主导氢俘获。

应用场景

• 抗氢脆钢：利用界面氢俘获排序筛选抗氢脆钢的微观组织。
• 高强钢：为高强钢设计提供稳定且强氢俘获的珠光体界面取向。
• 氢能储运：指导储氢容器用钢的界面设计，减轻氢致损伤。
• 管线钢：优化管线钢珠光体组织，降低氢脆失效风险。