Fe-Cr-Mn-C系亚稳奥氏体基铸造合金有优异的耐磨性,Fe-Cr-C-B系合金的抗冲刷腐蚀能力很高,在此基础上研究开发性能更优越的Fe-Cr-Mn-C-B系亚稳奥氏体基铸造合金有重要的意义。其合金设计的关键理论问题是B对该多元合金奥氏体体系的影响,以及对含B多元合金奥氏体电子、原子层次的计算研究。通过对奥氏体合金大体系的能量计算,既可以解释B元素在奥氏体中占位、分布、固溶度、与C的替代作用、与其他合金元素的配合对奥氏体的影响,又可进而解释B对摩擦诱发马氏体相变的作用。 本文采用量子化学从头计算精确处理含B小团簇,以半经验原子间相互作用对势处理大团簇,研究含微量B元素的合金奥氏体大体系。对含微量元素小团簇进行局部精确计算,对大团簇采用低精度的计算方法,既能反映微量元素的作用,也使电子、原子层次的计算处理多元合金大体系成为现实。 改编和编写了相关的通用计算程序。将量子化学从头计算通用程序MQAB-80改编扩充为MQAB-2001,增加了基组种类、数据的输入输出方式、过程控制和时钟指示等,其特点是结构简单、短小精干,便于实现特殊功能的定制,比同类商业化软件更灵活;设计编写了团簇对称操作表的产生程序SYMMETRY-01,能快速、准确地生成几种团簇的对称操作表。在MQAB-2001的基础上编写了量子化学模型势从头计算通用程序MPMQAB-01,由于其方法的精确和较小的计算量(为从头计算法的1/10～1/100),待所需基组完善后,其应用前景广阔。将分子动力学程序MD改编扩充为WXMD,增加了Finnis-Sinclair多体势和模拟退火方法,程序中采用势函数与力场不完全一致的处理方式,势函数为Finnis-Sinclair多体势,力场为Finnis-Sinclair近程作用和Lennard-Jones远程吸引作用的混合力场。计算得出作用于第i个原子的Lennard-Jones远程吸引力为为Finnis-Sinclair势函数中的参数),计算了几种铁团簇的平衡构型。进一步将WXMD非紧密地嵌入到MQAB-2001(只具备单点计算能力)中,改编扩充为MQAB-2003,具备单点计算能力和键角及对称性不变下的