Local interactions in carbon-carbon and carbon-M (M: Al, Mn, Ni) atomic pairs in FCC gamma -iron

Abstract

Mossbauer spectra of Fe-8.0 at.%C, Fe-10.9 at.%Al-8.2 at.%C, Fe-1.4 at.%Mn-7.9 at.%C, Fe-2.4 at.%Mn-7.8 at%C and Fe-14.6 at.%Ni-6.2 at.%C FCC gamma -irons have been measured in order to investigate the distribution and the local interactions of C in the lattice. The local interaction energies in nearest and second-nearest C-C and M-C (M: Al, Mn, Ni) atomic pairs have been determined by a Monte Carlo method simulating the distribution obtained. The interaction energies in nearest and second-nearest C-C pairs are strongly repulsive, in contrast to the weak interaction in second-nearest N-N pairs. The results are compared with the interaction energies derived from activity data. The interaction in nearest Al-C pairs is repulsive but that in second-nearest pairs is strongly attractive, which can lead to the formation of the perovskite Fe3AlC-type ordering. The interaction between nearest Mn and C atoms is strongly attractive, while between Ni and C the interaction is very weak.

Carbon–carbon interactions in iron

“…The measured probabilities of different kinds of clusters of atoms can then be compared against Monte Carlo simulations to deduce interaction energies [10,11].…”

“…Oda et al [10] compared the local interaction energies derived from Mössbauer results, with the global value obtained by applying quasichemical theory to thermodynamic data, by taking a weighted average:…”

Strain-Induced and 'Electrochemical' Interactions of Solute Atoms in Solid Solutions of the F.C.C.-(Fe,Ni)–C System and Isomorphous Ones

“…Як тепер відо-мо і буде продемонстровано нижче, цю модель необхідно доповнити короткодіючим «електрохімічним» відштовхуванням (як у випадку α-Fe). Наприклад, це можна здійснити в результаті обчислення термодинамічної активності C a C в аустеніті для різних температур T та концентрацій c C і порівняння з експериментальними даними про a C (c C , T) [10][11][12][13][14][15][16], а також завдяки порівнянню обчислених да-них з даними про розподіл атомів Fe на вузлах у різних оточеннях атомами C, отриманими за допомогою мессбауерівської спектро-скопії, [8,71,72]. Такі спроби було зроблено в різних роботах, зок-рема, [35,36,41,42,74].…”

“…6) дорівнює +0,115 еВ [35,36], тобто короткосяжне C-C відштовхування перевищує деформаційне C-C-притягання у першій сфері. В результаті такого домінування маємо сильне C-C-відштовхування у перших двох сферах (як й у випадку добре відомого підходу з врахуванням C-C-взаємодії тіль-ки у двох сферах [71]). Однак, енергії, підігнані і розраховані у [35,36], W CC (r I ) (≈ +0,115 еВ) та W CC (r II ) (≈ +0,169 еВ), є набагато більши-ми за відповідні значення з [71] -+0,036 еВ та +0,075 еВ -через те, що в останній роботі не враховано далекосяжну взаємодію у ба-гатьох сферах.…”

Ab Initio-Based Modelling of the Yield Strength in High-Manganese Steels

“…Interactions of carbon-metal pairs [16][17][18] and clusters are described by the concept of short-range ordering (SRO) phenomena [19] in HMnS and might offer an explanation for an additional increase in strength that might lead to a defective linear regression when using standard methods to calculate the impact of solid solution strengthening [14,20,21]. Short-range ordered clusters are a result of local differences in ordering energies that make particular unit cell configurations preferential to inhibit a carbon atom [22].…”