来源：X-MOL
镧铈稀土（RE）元素作为必不可少的微合金元素在冶金中发挥着至关重要的作用。它们的添加显着改变了夹杂物特性，增强了机械性能，并提高了耐腐蚀性。本文强调了镧（La）和铈（Ce）在原子尺度上在钢中具有独特的协同作用，并通过基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算阐明了这一点。主要研究包括稀土夹杂物的成核机理和特性、稀土原子的固溶体和偏析行为，以及其对电子结构和界面键合的微合金化作用。尽管这两种元素都形成稳定的包裹体 Re2O3 和 ReAlO3 并表现出晶粒细化效应，但 Ce 表现出独特的双价态（Ce3+/Ce4+）。这导致 Ce 离子的成核行为和氧化物稳定性与 La 略有不同。这两种元素都通过与 d 轨道杂化改变铁基体的电子结构，降低磁矩并增强韧性。与其他合金元素相比，La 和 Ce 由于其原子半径大和化学反应性高而表现出独特的行为，这会影响其固溶度、偏析趋势以及与其他原子（如 Cr、C 和 N）的相互作用。最后，本文讨论了采用第一性原理计算方法研究钢铁中稀土元素作用机制时存在的挑战，并提出了应对这些挑战的措施和方法，旨在从微观层面深入了解钢铁中稀土元素的作用机制，促进计算化学在冶金领域的应用。