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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 2/2011

01.02.2011 | Symposium: International Symposium on Stress Corrosion Cracking in Structural Materials

First-Principles Study on the Grain Boundary Embrittlement of Metals by Solute Segregation: Part I. Iron (Fe)-Solute (B, C, P, and S) Systems

verfasst von: Masatake Yamaguchi

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 2/2011

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Abstract

The microscopic mechanism of grain boundary (GB) embrittlement in metals by solute segregation has been not well understood for many years. From first-principles calculations, we show here that the calculated cohesive energy (=2·surface energy − GB energy) of bcc Fe Σ3(111) symmetrical tilt grain boundary (STGB) is reduced by the segregation of sulfur (S) and phosphorous (P) while it is increased by the segregation of boron (B) and carbon (C). The rate of the decrease/increase in the cohesive energy is proportional to the experimental shift in the DBTT of high-purity iron with increasing segregation. This indicates that the change in the cohesive energy of GB plays a key role in the GB embrittlement of metals.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat M.P. Seah: in Practical Surface Analysis (Second Edition), D. Briggs and M.P. Seah, eds., John Wiley & Sons Ltd., New York, NY, 1990, pp. 311–56, and references therein. M.P. Seah: in Practical Surface Analysis (Second Edition), D. Briggs and M.P. Seah, eds., John Wiley & Sons Ltd., New York, NY, 1990, pp. 311–56, and references therein.
2.
Zurück zum Zitat R.P. Messmer and C.L. Briant: Acta Metall., 1982, vol. 30, pp. 457–67.CrossRef R.P. Messmer and C.L. Briant: Acta Metall., 1982, vol. 30, pp. 457–67.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat S. Crampin, D.D. Vvedensky, J.M. MacLaren, and M.E. Eberhart: Phys. Rev. B, 1989, vol. 40, pp. 3413–16.CrossRef S. Crampin, D.D. Vvedensky, J.M. MacLaren, and M.E. Eberhart: Phys. Rev. B, 1989, vol. 40, pp. 3413–16.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat J.R. Rice and J.-S. Wang: Mater. Sci. Eng., 1989, vol. A107, pp. 23–40. J.R. Rice and J.-S. Wang: Mater. Sci. Eng., 1989, vol. A107, pp. 23–40.
5.
Zurück zum Zitat R. Wu, A.J. Freeman, and G.B. Olson: Science, 1994, vol. 265, pp. 376–80.CrossRef R. Wu, A.J. Freeman, and G.B. Olson: Science, 1994, vol. 265, pp. 376–80.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat M. Yamaguchi, M. Shiga, and H. Kaburaki: Science, 2005, vol. 307, pp. 393–97.CrossRef M. Yamaguchi, M. Shiga, and H. Kaburaki: Science, 2005, vol. 307, pp. 393–97.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat M. Yamaguchi: J. Jpn. Inst. Met., 2008, vol. 72, pp. 657–66 (in Japanese).CrossRef M. Yamaguchi: J. Jpn. Inst. Met., 2008, vol. 72, pp. 657–66 (in Japanese).CrossRef
8.
Zurück zum Zitat M. Yamaguchi, Y. Nishiyama, and H. Kaburaki: Phys. Rev. B, 2007, vol. 76, pp. 035418–035422.CrossRef M. Yamaguchi, Y. Nishiyama, and H. Kaburaki: Phys. Rev. B, 2007, vol. 76, pp. 035418–035422.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat M.L. Jokl, V. Vitek, and C.J. McMahon: Acta Metall., 1980, vol. 28, pp. 1479–88.CrossRef M.L. Jokl, V. Vitek, and C.J. McMahon: Acta Metall., 1980, vol. 28, pp. 1479–88.CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat G. Kresse and J. Furthmueller: Phys. Rev. B, 1996, vol. 54, pp. 11169–86.CrossRef G. Kresse and J. Furthmueller: Phys. Rev. B, 1996, vol. 54, pp. 11169–86.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat G. Kresse and D. Joubert: Phys. Rev. B, 1999, vol. 59, pp. 1758–75.CrossRef G. Kresse and D. Joubert: Phys. Rev. B, 1999, vol. 59, pp. 1758–75.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat J.P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof: Phys. Rev. Lett., 1996, vol. 77, pp. 3865–68.CrossRef J.P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof: Phys. Rev. Lett., 1996, vol. 77, pp. 3865–68.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat J.H. Rose, J. Ferrante, and J.R. Smith: Phys. Rev. Lett., 1981, vol. 47, pp. 675–78.CrossRef J.H. Rose, J. Ferrante, and J.R. Smith: Phys. Rev. Lett., 1981, vol. 47, pp. 675–78.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat H. Kimura: J. ISIJ, 1993, vol. 79, pp. N754-N760 (in Japanese). H. Kimura: J. ISIJ, 1993, vol. 79, pp. N754-N760 (in Japanese).
Metadaten
Titel
First-Principles Study on the Grain Boundary Embrittlement of Metals by Solute Segregation: Part I. Iron (Fe)-Solute (B, C, P, and S) Systems
verfasst von
Masatake Yamaguchi
Publikationsdatum
01.02.2011
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 2/2011
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-010-0381-5

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