随着科学技术的进步,金属材料特别是铁基金属材料在现代工业领域中的应用越来越广泛。对于一般的金属材料而言,其韧性与强度与硬度存在倒置关系。为了突破这种倒置关系,探寻综合力学性能更优的金属材料,对金属材料的力学行为机理研究至关重要。本文以探究bcc-Fe的固溶强化规律为目的,借助第一性原理与分子动力学方法开展了bcc-Fe溶质原子与位错相互作用的计算研究。研究结果表明:(1)溶质原子B、C、N、O的位置处在bcc-Fe的八面体间隙位置比四面体间隙位置的结构更加稳定,并且当溶质原子在bcc-Fe中从一个八面体间隙位置迁移到与之相邻的另一个八面体间隙位置时,是以处在这两个相邻的八面体间隙位置中间的四面体间隙位置为过渡迁移的;(2)当溶质原子C、O与bcc-Fe形成间隙固溶体时,溶质原子浓度越高,结构体系的屈服点越高,材料越不容易发生塑性变形;溶质原子浓度相同时,应变速率越大,结构体系的屈服点越高,材料越不容易发生塑性变形;(3)当位错在有溶质原子的滑移面运动时,位错与溶质原子之间的距离在5?的范围内时,二者之间会产生相互吸引的作用;位错线在滑移面运动到与溶质原子相遇后,溶质原子会对位错产生钉扎效应,对位错的滑移产生一定的阻碍,使得结构体系不容易发生塑性变形,提高了bcc-Fe的强度与硬度。通过该计算研究,我们探明了溶质原子在bcc-Fe基体中的结构及其稳定性,溶质原子类型与间隙位置对溶质原子与位错相互作用能的影响,以及溶质原子与位错相互作用的动力学过程。该研究结果对bcc-Fe固溶强化规律的微观理论研究,以及提高铁基金属材料的综合力学性能方面具有重要的意义。