Институт квантового материаловедения IQMS

Влияние магнитного состояния на α-γ превращение в железе. Первопринципные расчет Бейновского пути превращения

С. В. Окатов, А. Р. Кузнецов, Ю. Н. Горностырев, В. Н. Урцев, М. И. Кацнельсон

Physical Review B 79, 094111(2009)

Энергетика ГЦК (α) – ОЦК (γ) перестройки решетки железа путем бейновских тетрагональных деформаций рассчитана как для магнитоупорядоченного, так и для парамагнитного (в приближении разориентированных локальных моментов) состояния. Результаты первопринципных расчетов устанавливают существенную роль магнитного порядка в сценарии α-γ превращения. Показано, что при переходе через температуру Кюри γ-железа, TC, характер превращения качественно изменяется. При переохлаждении до температур T < TC превращение будет развиваться как следствие решеточной неустойчивости, в то время как при T > TC реализуется стандартный механизм зарождения и роста частиц новой фазы. Это объясняет близость TC к температуре старта мартенситного превращения в чистом железе.

Рис. Изменение полной энергии на атом вдоль бейновского пути превращения для различных магнитных состояний. FM (светлые треугольники) и АФМ (темные треугольники) соответствуют коллинеарным ферромагнитным и антиферромагнитным структурам, SS (окружности) – спин-спиральные состояния, DLM (окружности) – разупорядоченные локальные моменты и DLM0.5 (ромбики) – DLM состояние с полным магнитным моментом, равным половине максимального (FM) значения.