Influence of the Crystal Surface on the Austenitic and Martensitic Phase Transition in Pure Iron

  • Using classical molecular dynamics simulations, we studied the influence that free surfaces exert on the austenitic and martensitic phase transition in iron. For several single-indexed surfaces—such as (100)bcc and (110)bcc as well as (100)fcc and (110)fcc surfaces—appropriate pathways exist that allow for the transformation of the surface structure. These are the Bain, Mao, Pitsch, and Kurdjumov–Sachs pathways, respectively. Tilted surfaces follow the pathway of the neighboring single-indexed plane. The austenitic transformation temperature follows the dependence of the specific surface energy of the native bcc phase; here, the new phase nucleates at the surface. In contrast, the martensitic transformation temperature steadily decreases when tilting the surface from the (100)fcc to the (110)fcc orientation. This dependence is caused by the strong out-of-plane deformation that (110)fcc facets experience under the transformation; here, the new phase also nucleates in the bulk rather than at the surface.

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Verfasser*innenangaben:Jerome Meiser, Herbert M. Urbassek
URN:urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-55342
Verlag:MDPI
Dokumentart:Wissenschaftlicher Artikel
Sprache der Veröffentlichung:Englisch
Datum der Veröffentlichung (online):14.12.2018
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Veröffentlichende Institution:Technische Universität Kaiserslautern
Urhebende Körperschaft:Technische Universität Kaiserslautern
Datum der Publikation (Server):04.03.2019
Freies Schlagwort / Tag:iron; molecular dynamics simulation; solid-solid phase transition; surface
Seitenzahl:17
Quelle:https://www.mdpi.com/2073-4352/8/12/469/htm
Fachbereiche / Organisatorische Einheiten:Kaiserslautern - Fachbereich Physik
DDC-Sachgruppen:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 530 Physik
Sammlungen:Open-Access-Publikationsfonds
Lizenz (Deutsch):Zweitveröffentlichung