铁作为自然界中最具代表性的结构材料,其物理力学性能在理论和实验方面都得到了广泛的研究,所以铁的相变机制也一直作为研究者关注的领域。体心立方铁通过施加不同的加载应力会发生应力诱导相变,转变为面心立方相或密排六方相。显然,铁的应力诱导马氏体相变可以分为两种:第一种是从体心立方相到面心立方相的应力诱导相变,这可以通过单轴拉伸体心立方相其立方轴之一来实现,从而使其三个立方轴的比值达到21/2:1:1。铁的另一种应力诱导马氏体相变是从体心立方到密排六方相。研究人员证明,当加载过程不满足稳定性条件时,碱金属则会因分岔而失稳,即沿一个侧向突然膨胀,同时沿另一个侧向方向收缩,完成体心立方到面心立方相的转变。当体心立方铁沿[100]晶向被压缩时,是否会存在类似的相变路径?通过分子动力学方法分别模拟了铁的纳米板和体材料样品沿[100]晶向压缩下的相变过程。模拟结果表明,体材料样品发生了体心立方到密排六方相的转变,而纳米板样品发生了体心立方到面心立方相的转变。然而在施加足够大横向应力的情况下,体材料样品又会发生体心立方到面心立方相的转变。并且进一步得到铁的体材料样品转变为体心立方相和面心立方相的临界附加横向应力。此外,利用稳定性理论对这些相变过程进一步分析,模拟结果与理论分析非常吻合。铁沿[100]晶向冲击会发生体心立方到密排六方相的转变,并且相变机制已经非常清楚。然而沿[101]晶向的冲击过程中发现其相变产物中除了密排六方相之外出现大量的面心立方结构。虽然已经证明体心立方到密排六方相的相变机制与沿[100]晶向冲击相变机制相同,但是对于面心立方结构的形成至今没有得到解决。本文通过分子动力学方法模拟了体心立方单晶铁沿[101]晶向的冲击过程,模拟结果显示体心立方相转变为密排结构（密排六方相和面心立方相）,进一步分析了面心立方相的形成机理:在冲击过程中,单晶铁沿[101]和[-101]晶向急剧收缩,同时沿[010]晶向急剧扩张,从而完成体心立方到面心立方相的转变。并且讨论了四种不同应力状态下单晶铁的相变机制,发现沿[101]晶向单轴压缩以及沿[101]和[-101]晶向双轴压缩发生了体心立方到面心立方相的转变;而沿[101]和[010]晶向双轴以及三轴压缩发生了体心立方到密排六方相的转变。