Ключевая роль магнетизма в сценариях структурно-фазовых превращений в железе и стали

Ю.Н. Горностырев, И.К. Разумов, С.В. Окатов, Д.В. Бухвалов, А.Р. Кузнецов, М.В. Петрик, А.И. Лихтенштейн, А.В. Шмаков, В.Н. Урцев, М.И. Кацнельсон

Предложена простая модель фазовых превращений в железе и стали, учитывающая решеточные и магнитные степени свободы, и диффузию углерода. Параметризация модели проводится на основе первопринципных расчетов обменных взаимодействий в γ- и α- железе и бейновского пути γ–α превращения. Рассчитанные линии старта ферритного, бейнитного, мартенситного превращений находятся в хорошем согласии с экспериментом. Моделирование сдвиговой и диффузионной кинетики адекватно воспроизводит типичные морфологии выделений. В результате выявляется решающая роль магнитных степеней свободы в сценариях превращений в стали.

(Лаборатория прикладного магнетизма и теоретической физики ИФМ УрО РАН, авторы И.К.Разумов, к.ф.-м.н.; Ю.Н.Горностырев, д.ф.-м.н.; А.Р.Кузнецов, к.ф.-м.н.; М.В.Петрик. Работа выполнена при частичной поддержке гранта РФФИ N 06-02-16557).

Полный список публикаций по представляемой работе:

1. I. K. Razumov, D. V. Boukhvalov, M. V. Petrik, V. N. Urtsev, A. V. Shmakov, M. I. Katsnelson, Yu. N. Gornostyrev. Role of magnetic degrees of freedom in a scenario of phase transformations in steel. Phys. Rev. B 90, 094101 (2014).
2. I. K. Razumov, Yu. N. Gornostyrev and M. I. Katsnelson. Effect of magnetism on kinetics of γ–α transformation and pattern formation in iron.  Journal of Physics: Condensed Matter 25, 135401 (2013).
3. S. V. Okatov, Yu. N. Gornostyrev, A. I. Lichtenstein, and M. I. Katsnelson. Magnetoelastic coupling in γ-iron investigated within an ab initio spin spiral approach. Phys. Rev. B 84, 214422 (2011).
4. S. V. Okatov, A. R. Kuznetsov, Yu. N. Gornostyrev, V. N. Urtsev, and M. I. Katsnelson. Effect of magnetic state on the γ-α transition in iron: First-principles calculations of the Bain transformation path. Phys. Rev. B 79, 094111 (2009).