孙振国,吕 青

(江苏科技大学 材料科学与工程学院,江苏 镇江 212003)

自1978年余瑞璜教授创立“固体与分子经验电子理论”(即余氏理论)[1]以来,该理论一直被广泛应用于材料研究的各个领域,对新材料的研制具有重要的指导意义.铁碳合金作为主要金属用材被广泛应用于各行各业,研究铁碳合金的价电子结构对材料的理论研究和实际生产都有着非常重要的意义.研究人员运用余氏理论确定了常用合金元素在一元合金奥氏体和马氏体中的原子杂化状态[2-3],并确定了Cr，Ni，Cu及Mn在铁碳二元合金奥氏体中的原子杂化状态[4].文中以余氏理论为基础,研究铁碳二元合金马氏体Fe-C-Mx-My晶胞中的空间价电子结构和平面价电子结构;应用原子杂化状态判定因子W确定常用合金元素Cr，Mn，Ti和Ni在二元合金马氏体Fe-C-Mx-My晶胞中的杂化状态,力求为铁碳合金的理论研究做出些许贡献.

1 铁碳二元合金马氏体的结构模型

当合金元素Mx和My溶入到马氏体中时,由于Mx和My的电负性与Fe原子比较接近而与C原子相差较大,且奥氏体向马氏体的转变属于非扩散型相变,因此合金元素Mx和My必然取代FeⅠ原子,形成Fe-C-Mx,Fe-C-My和Fe-C-Mx-My晶胞,文献[3]已经讨论了一元合金马氏体的价电子结构,因此文中只讨论铁碳二元合金Fe-C-Mx-My晶胞的价电子结构,其结构模型[5]如图1.

一般情况下,可先计算Fe-C-Mx和Fe-C-My晶胞的价电子结构,取晶胞内最强键上的共价电子对数nα较大的合金原子代位于FeⅠ,nα较小的合金原子代位于FeⅡ,根据以往的研究经验[6]表明:V，Cr，Mo，V，Nb，Ti等元素多取代Fe-C-Mx-My晶胞中的FeⅠ；……