奥氏体不锈钢因具有全面的和良好的综合性能，在不锈钢中一直扮演着最重要的角色，其生产量和使用量约占钢总量及用量的70％，在各行各业中获得了广泛的应用。当今大部分所使用的奥氏体不锈钢的成分是在最经济的18-8型不锈钢的成分基础上演变而来，以满足不同应用的不同性能要求。例如，加Mo改善点蚀和耐缝隙腐蚀，降C或加Ti、Nb，减少晶间腐蚀倾向，加Ni和Cr改善高温抗氧化性和强度，加Ni改善抗应力腐蚀性能，加S、Se改善切削性和构件表面精度等。可见合金或杂质元素会对奥氏体钢的性能有很大影响，在其诸多众多性质中，耐蚀性和力学性能无疑是最重要的。　　鉴于大量的实验研究结果，本文将通过密度泛函理论计算方法，从原子层次研究合金元素对奥氏体不锈钢表面电化学性能及杂质原子引起的晶界界面特性变化的影响及作用机理，以期为设计新的高强度耐腐蚀奥氏体钢提供理论指导。通过构建γ-Fe(111)表面模型来模拟奥氏体钢的表面，我们首先从间隙原子N，C对Cr在不锈钢中的占位及稳定性来研究N和C对γ-Fe(111)表面耐蚀性的影响规律。计算表明，N和C没有掺杂于γ-Fe(111)表面时，Cr会随着其浓度的增加而向该表面最表层扩散偏聚，而当N或C掺杂于表面时，将有助于Cr向表面的扩散偏聚；同时，N能降低Cr向表面扩散偏聚时的能垒，从而促进表面自钝化过程，而C则提高了该能垒，抑制了表面自钝化过程；Cr在向表面扩散偏聚过程中会向间隙原子N或C靠近，它们会相互影响而削弱各自单独存在时提高表面电化学稳定性的效果；N与Cr结合而导致表面贫Cr及降低表面电化学稳定性的程度比C轻，因而合理的加入N可作为提高奥氏体不锈钢综合性能的有效方法。接着从常见合金元素在表面的偏聚行为及对O和H2O在表面吸附的影响方面，我们研究在表面钝化膜被破坏的情形下，合金元素对抑制γ-Fe(111)表面的氧化性腐蚀及溶解性腐蚀的作用，以找到减缓表面腐蚀的可行方法。计算结果表明，所有的十种合金元素（Cr，Si，Cu，Al，Ni，Nb，Co，Mo，Mn，Ti）都有向表面偏聚的倾向，综合考虑这些合金元素对表面O和H2O的吸附及对整个吸附体系电化学稳定性的影响，我们发现它们（尤其是Cr，Si，Cu）均能抑制该表面的氧化性腐蚀；除了Ti和Nb之外，它们（尤其是Cr，Mo，Si）均能缓解表面的溶解性腐蚀。　　此外，通过构建γ-FeΣ5[001](210)晶界模型，分析溶质和杂质原子（B，S）对晶界结合稳定性的影响，我们研究了它们在对奥氏体钢热塑性的影响及作用机理，从而通过合金化来改善杂质原子引起的对强韧性不利影响。研究发现，B和S均会在晶界处偏聚，并且B可以强化晶界结合而S会降低晶界结合强度。合金元素Cr，Mn，Ni，Mo，Co均抑制B在晶界处的偏聚并削弱B加强晶界结合的作用。单独的Mn或Ni的存在，尤其是Mn，会进一步恶化S减弱晶界结合强度的程度，而Mo则可以削弱S对晶界结合的不利影响，但当Mn或Ni与Cr一起作用时(即在Fe-Cr-Mn或Fe-Cr-Ni合金中)，则削弱了S降低晶界结合稳定性的程度。杂质或溶质原子对晶界结合稳定性的影响取决于晶界处原子之间的纵向引力与外来原子引起的晶格畸变的强弱对比。