6780 北京科技大学学报 2005年第6期 从而，上述含合金元素Y-F晶胞的影响，具 [4]Liu Z L,Liu C H,Zhao L M,et al.Valence electron stucture of 体表现在与FeC合金相比，合金结构钢的C曲 40CrNiMo and its influences on phase transformation.Sci Chin- a Ser A.1989,32(7:867 线右移、淬透性提高、残余奥氏体的量增加等现 [5]Dai T S,Liu ZL,Zhang R L.Valence electron structure of Cr in 象的发生 Fe-C austenite and behavior of Cr in kineties of phase trasforma- 钢中元素的含量将直接影响到各种晶胞出 tion.Chin Sei Bull,1989,34(21):1830 [6]Zhou F,Li Z H,Ji J M,et al.Study on the valence electron theory 现的概率.在相变过程中，晶胞对相变影响的贡 of structure and phase transformation for 40CrMn alloying aus- 献率也随之发生变化.进一步研究合金元素含 tenite.Mater Sci Eng,2000,18(2):64 量、各类晶胞价电子结构参数与相变热动力学参 [7]Kamenove T,Banov R.Moessbauer spectroscopy of carbon and 数之间的关系，这对于利用EET理论从电子层次 nitrogen chromium-manganese and chromium-nickel austenite steels.Bulg J Phys,1982,9(2):138 上揭示合金元素在相变过程中的作用机理具有 [8]Cook D C.Strain induced martensite formation in stainless steel. 非常重要的意义， Metall Tran A,1987,18A:201 [9]Zhang R L.The Empirical Electron Theory of Solids and Mol- 4结论 ecules.Changchun:Jilin Science Technology Press,1993.83 [10]LiZL,Xu HB,GongS K.Texture formation mechanism of va- (I)与Y-Fe晶胞相比，含合金元素Y-Fe晶胞的 por-deposited fec thin film on polycrystal or amorpbous sub- 价电子结构发生较大变化，F®原子杂化态向较高 strate.J Phys Chem B,2004,108(39):15165 杂阶迁移，相结构因子均有不同程度的增加. [11]Zhou R.Metal Physics,Last Volume.Beijing:Higher Education Press,1992.126 (2)含合金元素Y-Fe晶胞内可以形成由强键 [12]Zhang S H.Alloying Steels.Beijing:Metallurgy Industry Press, 构成的八面体结构，该结构构成了晶胞的核心或 1981.28 骨架，当合金发生相变时，会阻碍原子的扩散移 [13]Wu C J,Chen GL.Qiang W J.Metal Materials Science.Beijing: 动，亦会延缓马氏体的转变进程. Metallurgy Industry Press,2000.36 [14]Liu Z C,Ren H P,Song Y Q.Course of Metal Solidification 参考文献 Transformation.Beijing:Metallurgy Industry Press,2003.83 [1]Liu ZL,Dai TS,Qu Y B.The model of valence electron theory [15]Wang X T.Metal Materials Science.Beijing:Machine Industry of drag-like effect.Chin Sci Bull,1989,34(12):979 Pres5,1986.26 [2]Liu Z L.Valence Electron Structure of Alloying and Composition [16]Xu Z Y.Principle of Transformation.Beijing:Science Press, 1988 Design.Changchun:Jilin Science Technology Press,1990.45 [3]Liu Z L,Li Z L,Liu W D.Electron Structure and Properties of [17]Deng Y R.Theory of Martensite Transformation.Beijing:Sci- Alloying Interfacial.Beijing:Science Press,2002.30 ence Press,1993.108 Valence electron structure ofy-Fe unit-cell bearing alloy atoms and its influence on phase transformation of the alloy structural steel SONG Yuepeng2,LIU Guoquan,LI Zhilin,LIU Jiantao,FENG Chengming 1)Materials Science and Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Mechanical and Electronic Engineering College,Shandong Agricultural University,Tai'an 271018,China 3)Material Science and Engineering School,Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029.China ABSTRACT The valence electron structure(VES)ofy-Fe unit-cell bearing alloy atoms was studied according to EET(the Empirical Electron Theory of Solids and Molecules).The result showed that the VES of y-Fe unit-cell bearing alloy atoms was remarkably different from that ofy-Fe unit-cell.The hybridization states of Fe would go up,and the VES parameters(n,ON,no,etc.)increase in different degrees.An octahedron structure made up of stronger bonds formed in the cell,which could generate a drag-like effect in the course of phase transformation.A further investigation indicates that this octahedron structure can make the austenite more stable and delay martensitic transformation. KEY WORDS unit cell:valence electron structure;phase transformation;EET Theorg. 6 7 8 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 5 年 第 ` 期 从 而 , 上述 含 合金 元 素丫一 F e 晶胞 的影 响 , 具 体 表现 在 与 F e曰 C 合 金相 比 , 合 金 结 构钢 的 C 曲 线右移 、 淬透 性 提 高 、 残余 奥 氏体 的量 增 加等 现 象 的发 生 . 钢 中元 素 的含 量 将 直 接 影 响 到各 种 晶胞 出 现 的概 率 . 在 相变 过 程 中 , 晶胞 对 相变 影 响的 贡 献率 也 随 之 发 生变 化 . 进 一步 研 究合 金 元 素 含 量 、 各类 晶胞 价 电子 结构参 数与 相变 热动 力学参 数之 间 的关系 , 这 对 于利 用 E E T 理 论从 电子 层 次 上 揭 示 合 金元 素 在 相变 过 程 中的 作用 机 理 具有 非常 重要 的 意义 . 4 结论 ( l) 与下- F e 晶胞 相 比 , 含合 金 元素下一 F e 晶胞 的 价 电子 结构 发生较大变 化 , eF 原子杂 化态 向较 高 杂 阶迁 移 , 相 结构 因 子均 有 不 同程 度 的增加 . (2 ) 含 合金 元 素下一 F e 晶胞 内可 以形 成 由强键 构成 的八 面体 结构 , 该 结构 构成 了 晶胞 的核 心或 骨 架 , 当合 金发 生 相变 时 , 会 阻碍 原 子 的扩 散移 动 , 亦 会 延 缓马 氏体 的转变 进程 . 参 考 文 献 [ l ] L i u Z L , D a i T S , Q u Y B . 丁七e m o d e l o f v a l e n e e e l e c t田11 ht e ory o f d r a g 一 Iike e fe e t . C h 加 S e i B u l , 1 9 89 , 3 4 ( 12 ) : 9 79 口] U u 2 L . Va len e e E l e e tl ℃ n S ctrU t理 re o f A l loy igl an d C o m P o s it o n D e s ign . C h a n g c h u n : Jili n S e i cen e & 介 e hn o l o gy P正5 5 , 1 99 0 . 4 5 [ 3 ] L i u Z L , L i Z L , L i u W D . E le c otr n S 枉u c t l此 an d P orP e rt i e s o f lA l o 尹呢 iht e r af e ial . B e ij i n g : S e i e cn e P化 5 5 , 2 0 0 2 . 3 0 4[ ] L i u z L , L i u C H , Z ha o L M , et a l . va l e cn e e l e e如 n s ctu 姗 o f 4 0 C rN IM o an d i ts in fl u e n e e s on hP as e tr a o s of n 刀 at ion . cS i C h i一 a S e r A , 19 8 9 , 3 2 ( 7) : 8 6 7 [ 5」 o a i T S , L i u Z L , Z h an g R L . Va l e n e e e l e e切 n s trU c t切 re o f C r i n F e 一 C au s te n i t e an d b e h va ior o f C r i n ik net i e s o f hP as e t r a s of rm a ~ t ion . C h l . S e 二B . l , 1 9 89 , 3 4( 2 1) : 18 3 0 [ 6 ] hZ o u F, L i Z H , Ji J M , e t al . S tu dy o n hte v a l e n e e e l e e OD n hte o ry o f s trU c t u 比 an d hP a s e tr a n s of rm a t ion of r 4 0 C r M n a l o 尹gn aus - t en ite . M a t e r S e i E n g , 2 0 0 0 , 18 (2 ) : 64 [ 7] aK m 即o v e T, B an vo R . M o e s s b au er sP e e加 s e o Py o f c ar ob n an d in 如 g e n c肠旧 m i um一 an g an es e a n d e l 】功而 um 一 in c ke l aus et in et s et e l s . B u lg J Ph y s , 19 8 2 , 9 ( 2 ) : 13 8 [ 8 ] C o o k D C . S如in i n d u e e d m a rt e n s i et fo mr 吐i o n in s at in l e s s s et l . M e t a U介 a n A , 1 9 87 , 18 A : 20 1 [9 ] Z h a n g R L . hT e Em P试e al E le e加 n hT e o ry o f s o lids a n d M o l - e e u l e s . C h an g e h u n : Jilin S e i e n e e & eT e hn o l o gy P re s s , 19 9 3 . 83 汇10 ] L i Z L , X u H B , G佣9 5 K eT x 主u 化 场 n 力 a it 即 m e cb 涵 s m o f va - P o r ~ d e OP s ite d cf e ht i n if ln o n P o ly e ry ast l o r am o rp h ous s u b , s tr a t e . J p h ys C h e m B , 2 0 04 , 10 8( 3 9 ) : 15 16 5 {川 Z h o u R . M e at l P hy s i e s , L a s t VO I um e . B e ij lg : iH hg er Edu e at ion P 化 5 5 , 】9 92 . 12 6 [ 1 2 ] Z ha 吃 S H . A ll o y i n g s t e e l s . B e ij i n g : M eat ll u gr y l d u s ytr P 正5 5 , 19 8 1 . 2 8 [ 13 1 W u C J , C h en G L , Qi a 刀g W J M e ta l M at e ir al s s c i e n e e . B e ij ing : M e ta l l u 玛y I n du s try p re s s , 2 0 0 0 . 3 6 [ 14 」L i u Z C , eR n H P, S o n g Y Q . C our s e o f M e at l S o lid iif c iat o n 肠 a n s of n n at i o n . B e ij i n g : M e at ll叨 gr y nI du s ytr p化 5 5 , 2 0 0 3 . 8 3 [ 15 ] 认乞幻g X 里 M e at l M a te d a l s S e i即 e e . B e 幼in g : M a c h in e I n d u s卿 P re s s , 19 86 . 2 6 [1 6」X u Z 丫 P r i n e iP l e o f rT an s of rm at i o n . B e ij 毗 : S e i cen e 阮 5 5 , 19 88 汇1 7 ] D O l g Y R . hT e o ry o f M art e n s i t e 介a n s lb n l】a ti o n . B e j in g : S e i - e n c e P re s s , 1 99 3 . 10 8 Va l e nc e e l e c tro n s加 e tu re o f y ` F e u n it 一 e e ll b e ar i n g a ll o y at o m s an d i t s in flu e n c e o n P h a s e tr an s fo rm a t i o n o f ht e a ll o y s如 e tur a l st e e l , 口刀 G uY eP e刀 g 切 , 口` ` 友口 q uan l) , IL hZ iln 3) , 乙z召 刀。” aot , , , 卢五N G hC e 尹爸脚活褚 , l ) M aet ir a l s s e i e n e e a n d E昭i n e e ir n g s e h o o l , U n i v e r s ity o f s e i e n e e an d eT c hn o l o 盯 B e ij i略 , B e ij i呢 10 0 0 8 3 , C h in a 2 ) M c c h an jca ] an d E ] e e饥川i e E n g in e e r l n g C ol l铭e , S h an d o n g A g r i c u l tur a l U n i v e r s i ty, aT i , an 2 7 10 1 8 , C ih n a 3 ) M ate ir al S e i e cn e an d E n g icn e rm g S e ho o l , B e ij ing 玩i v e r s iyt o f Ch e m i e a l eT c hn o l o g y, B e ij i n g 10 00 2 9 , C ihn a A B S T R A C T hT e v a l e n e e e l e c t m n s tru e tu re (V E S ) o f 丫e F e un it 一e e ll b e ar i n g a l l o y a ot m s w a s s tu d i e d ac e o dr ign ot E E T (ht e E m P诫c a l E l e e 加 n hT e o ry o f S o l id s an d M o l ce u l e s ) . hT e 化s u l t s h o w e d ht a t ht e V E S o f 下 ~ -F e u n i t 一e l l b e iar n g a ll o y a t o m s w a s r e r n a r k a b ly id fe o in 加m ht at o f 下es F e u n i t 一 e e l l . hT e h如ir d i z at i o n s at e s o f F e w o u l d 9 0 叩 , an d ht e VE S P amer et sr ( n , , 丙 , 艺n 。 , 甄 e t e . ) i n e er a s e i n d i fe er n t d e ger e s . nA o e hat e伽 n s utr e姗 m ad e u p o f s it D n g e r b o n d s fo mr e d i n het c e l l , hw i c h e on l d g e n e art e a d r a g 一 like e fe e t i n t h e e o ur s e o f P h a s e tr an s fo mr at i o n . A 允且h e r in v e s t ig at i o n i n d i e aet s ht at ht i s o e at h e d or n s trU c t u er e an m ak e t h e au s et n i t e m o er s abt l e an d d e lay m art e n s iit e l r a n s fo n ll at i o n . K E Y WO R D S un i t e e ll ; v a l e n e e e l e e otr n s如 c t u er ; Ph a s e t r a n s fo mr at i o n : E E T hT e o lg