Theory of hydrogen solubility in binary iron alloys based on<i>ab initio</i>calculation results

Мирзаев, Д. А.; Мирзоев, А. А.; Okishev, K. Yu.; Rakitin, Maksim

doi:10.1080/00268976.2011.645895

Cited by 12 publications

(5 citation statements)

References 19 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…[28], а затем в процессе релаксации кристаллической решетки, этот параметр варьировался и определялся из условия достижения равновесия (минимум полной энергии системы. В работе [24] нами были определены значения основных параметров моделирования, позволяющие с точностью ±0,01 эВ рассчитывать значение энергии растворения водорода в ОЦКжелезе. Параметр K max , отвечающий за размер базиса, выбирался равным 5,0 а.е.…”

Section: детали расчетаunclassified

“…существенно не влияет на результат. В той же работе [24] нами были подтверждены данные из [22] При объемной оптимизации осуществлялось равномерное расширение и сжатие (a = b = c), было рассмотрено по 7 конфигураций для каждого состава с изменением параметра решетки от -1 до +1 % с шагом 0,33 % от экспериментального параметра решетки ОЦК-железа. На каждом шаге изменения параметров решетки проводился отдельный цикл минимизации конфигурации атомов внутри ячейки координат, т. е. проводился поиск стабильной конфигурации с минимальной полной энергией и близкими к нулю действующими на атомы силами.…”

Section: детали расчетаunclassified

“…По этой причине методы первопринципного компьютерного моделирования, основанные на теории функционала плотности наиболее пригодны для указанной цели. К настоящему времени проведено несколько расчетов взаимодействия водорода с примесями замещения в металлах [21][22][23][24]. В работе [25] было тщательно исследованы наблюдаемые тенденции изменения энтальпии растворения водорода при растворении в самых различных металлах.…”

unclassified

See 2 more Smart Citations

Alloying effects on thermodynamic characteristics of hydrogen in BCC iron

Мирзаев¹,

Мирзоев²,

Rakitin³

2016

MET

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

40 ВведениеВодородное охрупчивание ОЦК-сплавов на основе железа хорошо известно [1, 2]. Его природа [1-6] связана с выделением газообразного водорода, захваченного расплавом из атмосферы, после кристаллизации массивных деталей в области микроскопических пор, возникающих вблизи протяженных дефектов структуры решетки железа, таких как дислокации и границы зерен. В качестве одного из возможных методов борьбы с указанным явлением может использоваться захват водорода в ловушки, образованные точечными дефектами (вакансиями и атомами легирующих примесей), в областях, где отсутствуют критические дефекты микроструктуры.Л. Даркен и Р. Смит [7] первыми предположили, что в качестве подобных ловушек могут выступать точечные дефекты кристаллической решетки. Впоследствии было показано, что ловушками водорода являются вакансии, примесные атомы, дислокации, границы зерен, поры и многие другие структурные дефекты [8, 9]. Наиболее удобным и практичным методом управления захватом водорода является использование примесей замещения. Отметим, что благодаря работам В.И. Архарова [10-13] стало хорошо известно о силь-УДК 669. 15-192:669.788 Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск Примеси замещения оказывают существенное влияние на поведение водорода в железе. Это открывает возможность управления водородной деградацией при помощи направленного легирования сталей. Проведен обзор теоретических и экспериментальных работ, посвященных проблеме захвата атомов водорода легирующими примесями и использования данного эффекта для борьбы с водородным охрупчиванием. В рамках компьютерного пакета WIEN-2k, реализующего метод линеаризованных присоединенных плоских волн (ЛППВ), который является полноэлектронным методом теории функционала плотности, рассмотрено влияние примесей 3d-, 4d-и sp-металлов на энергию растворения водорода в матрице ОЦК-железа. Подробно рассмотрено изменение равновесного параметра решетки при растворении водорода в легированной решетке ОЦК-железа. Изучен вопрос о влиянии легирования на преимущественное заселение водородом тетраэдрических и октаэдрических пор решетки внедрения. Выделены электронный и упругий вклады в энергию растворения. Рассчитаны энергии захвата водорода примесями, показано, что существенные вклады в энергию захвата вносят как электронный, так и упругий вклад. Показано, что изменение энергии растворения водорода, вызываемое примесью, можно связать с создаваемым ею возмущением электронной плотности матрицы.Ключевые слова: альфа-железо; водород; примеси замещения; энергия захвата; ab initio моделирование.

show abstract

Section: детали расчетаunclassified

unclassified

See 1 more Smart Citation

Alloying effects on thermodynamic characteristics of hydrogen in BCC iron

Мирзаев¹,

Мирзоев²,

Rakitin³

2016

MET

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In addition, the transfer rate of hydrogen is required to be high enough to maintain this critical concentration. The volume and the rate of hydrogen transfer in a crystalline material, however, is controlled by its capture processes in the point and extended crystal defects, microvoids or dispersed precipitates [4,10,11]. The capture of hydrogen in traps introduced into the bulk of a metal, therefore, may be used as an important method to avoid the embrittlement of steels.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Ab initio Simulation of Dissolution Energy and Bond Energy of Hydrogen with 3sp, 3d, and 4d Impurities in bcc Iron

Rakitin

Мирзоев

2021

Phys. Solid State

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Atomic‐scale modeling is an alternative way of investigation actively advancing owing to the steady growth of computing power and progress in the development of effective algorithms. An ab initio study of hydrogen interaction with substitutional impurity atoms has been carried out in . This work is devoted to interaction of hydrogen atoms with another kind of point defects, namely vacancies.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Hydrogen–vacancy interactions in ferromagnetic and paramagnetic bcc iron: Ab initio calculations

Мирзоев

Мирзаев

Верховых

2015

Physica Status Solidi (b)

View full text Add to dashboard Cite

Simulation of the paramagnetic state is still a challenge for computer material science. At the same time, for iron alloys the region of the paramagnetic state is important from the viewpoint of processing. The paper presents results of ab initio modeling of interaction of hydrogen atom with a vacancy in both ferromagnetic and (for the first time) paramagnetic bcc iron. The interaction energy calculations are carried out in the framework of the local spin density approximation (LSDA) by using the supercell LAPW-WIEN-2k method. To obtain the disordered distribution of magnetic moments the program package BINAR was used. Fifteen nonequivalent magnetic configurations were obtained. Five of them having the lowest energy were chosen for further analysis. The H-O site distance is 0.23 Åin both paramagnetic and ferromagnetic bcc iron. The energy of hydrogen trapping by the vacancy is 0.60 and 0.27 for paramagnetic and ferromagnetic state, respectively. It is found that weakening of the H-V interaction in the paramagnetic state is the consequence of magnetic effects.

show abstract

Theory of hydrogen solubility in binary iron alloys based onab initiocalculation results

Cited by 12 publications

References 19 publications

Alloying effects on thermodynamic characteristics of hydrogen in BCC iron

Alloying effects on thermodynamic characteristics of hydrogen in BCC iron

Ab initio Simulation of Dissolution Energy and Bond Energy of Hydrogen with 3sp, 3d, and 4d Impurities in bcc Iron

Hydrogen–vacancy interactions in ferromagnetic and paramagnetic bcc iron: Ab initio calculations

Contact Info

Product

Resources

About