高氮不锈钢具有更加优良的抗腐蚀性能及机械性能,因而被广泛应用。然而,高温条件下(特别是700°C?1000°C)高氮不锈钢晶界处会析出Cr2N,构成了?-Fe/Cr2N相界面。目前,大量实验研究显示Cr2N析出过程复杂。高氮不锈钢中合金元素容易随Cr2N析出形成复合氮化物析出相或者沿?-Fe/Cr2N相界面处偏聚,对高氮不锈钢的力学性能与电化学性能均产生明显的影响。但是,至今为止关于合金元素对析出相及相界面在原子层次上的结构稳定性及电子特性的研究仍十分匮乏。鉴于大量已开展的实验研究,本论文将采用第一性原理研究方法,从原子层次揭示合金元素对析出相及相界面的结构稳定性及电子特性的影响。首先,我们研究了过渡金属W、Mo、Nb、Fe和Ni掺杂到析出相Cr2N中形成Cr23MN12复合氮化物的结构稳定性。计算结果表明Cr23MN12(M=Cr,W,Mo,Nb,Fe,Ni)呈热力学稳定性,其中Nb是最容易掺杂于Cr2N中强化合金能力。W和Mo掺杂到Cr2N形成更稳定的Cr23WN12和Cr23MoN12化合物,Fe与Ni掺杂到Cr2N中形成的Cr23FeN12和Cr23NiN12稳定性降低。其次,我们也研究了合金元素Mn、V、Ti、Mo、Ni对Fe/Cr2N界面的结构稳定性及电化学性能的影响。研究结果表明V,Ti非常容易偏聚到界面同时增强界面强度,而Ni,Mn,Mo不容易偏聚到界面。Mn可以提高界面的抗腐蚀性能,而V,Ni,Ti,Mo在界面处由于处于低电位而被最先腐蚀,不利于界面的耐腐蚀性。