Matlab外应力对 Fe-Cr合金纳米析出相微结构的影响研究(2)
便发生分离形转变。据上述观点，已研究出几个Fe-Cr状态图。其中含铬45wl% 左右
的铁铬合金在600～800℃之间析出σ 脆性相，叫做σ 脆性。但在500℃前后出现的脆
性则不是σ 相引起的，叫做475℃脆性。
FeCr合金中，高Cr（如不锈钢）时具有和Ni基合金类似的性质，但价格低廉。Cr
具有反铁磁性和负的Cauchy压，且铁铬合金存在着铁磁-顺磁转变，而铁铬合金的体
性能及其缺陷的特征能强烈地依赖于合金的磁性。由于相干势近似方法能对完全随机
取代合金的电子结构和总能量进行准确的计算，因此一般采用CPA结合电子基态基矢
来计算铁铬合金的电子结构和总能量。
Turchi等[1]
计算了随机取代非磁性铁铬合金（Fe和Cr的磁性被人为消除）的结构
稳定性，研究表明Cr原子的加入导致Fe晶格弛豫对于理解铁铬合金中σ 相形核具有非
常重要的意义。随后Akai等[2]
研究发现铁磁性铁铬合金的系统总能量和不考虑磁性时
铁铬合金的总能量存在差异，并且这种差异当Cr含量较低时尤为明显。Moroni和
Jarlborg[3]
利用结构反演方法和四面体群展开研究了磁性对铁铬合金结构稳定性的影
响，并计算了随机铁磁性和无磁性铁铬合金的混合焓，发现Cr的磁性对铁铬合金的结
构稳定性有非常重要的影响。
Olsson等[4]
以精确muffin-tin轨道组为基展开波函数并结合CPA计算了铁铬合金的
晶格常数、磁矩、体模量、混合焓并与实验结果进行了对比。他们的研究发现Cr含量
为6％左右时体模量出现了奇异点，且Cr含量低于6％时混合焓为负值，认为出现这些
奇异现象的原因是在此Cr含量情形下系统出现了电子拓扑跃迁。在后续的研究中，
Olsson等采用EMTO+CPA对铁铬合金的各种性能重新进行了计算，所得结果表明奇异
点出现在Cr含量约为10％。 1.2 失稳分解
1.2.1 失稳分解的概念
具有两相分离形式相图的体系中，两相间的相分离有时以另外一种方式，即与析
出不同的方式进行，也就是本文所要讨论的失稳(spinoda1)分解[5]
。在晶体结构完全
相同的二元相固溶体相图中，由于自由能降低的要求，均匀的固溶体会分解成两个端
元相，即发生所谓的失稳分解。其特点是新相的形成不经过形核长大，而通过自发的
成分涨落，浓度的振幅不断增大，最终自发地分解成结构相同、成分不同的非均匀固
溶体的过程[6]
。失稳分解又被称为“旋节分解”、“拐点分解”、“亚稳分解”等。
失稳分解可以使得晶体生长过程中新相的生成不需要通过形核长大，与普通形核长大
相比较，失稳分解的转变速率明显增加，并且所制的颗粒具有数量多，颗粒小的特点
[7]。
1.2.2 失稳分解与形核长大型沉淀的区别[7]
（1）失稳分解时成分发生连续改变，直至达到平衡值；形核长大型沉淀中新相
始终保持平衡成分，不随时间而改变。
（2）失稳分解的开始阶段，相界面不明显，最后才变得明显；形核-长大型沉淀
中新相与基体之间始终具有明显的界面。
（3）失稳分解成的两相大小及分布较为规则。形态不呈球状、组织均匀；形核-
长大型沉淀出的平衡相，大小不一、分布漫乱。新相形态常呈球状，组织均匀性差。
1.2.3 失稳分解组织与性能特点
经失稳分解出的两相，它们总是保持着共格关系。这是因为两相仅在化学成分上
不同，而晶体结构却是相同的，故分解时所产生的应力与应变相对较小，共格关系不