曾宪波
,
彭平
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.09.005
采用第一原理赝势平面波方法计算了D019结构的α2-Ti-25Al-xNb(x=0-12,原子分数,%)晶体的弹性模量(B,G和E)和抗拉强度(σb),并利用Cauchy压力(C12-C44)与G/B比值表征和评判了不同浓度Nb合金化时α2-Ti-25Al-xNb合金的韧脆化倾向.结果表明:在x=2-12时,α2-Ti-25Al-xNb晶体的抗拉强度(σb)与α2相合金的弹性模量(B,E和G)随x增加而增大;在x=0-6时,α2-Ti-25Al-xNb合金脆性有一定改善,且x值越大韧化效果越好;但在x=7-9时,相对于α2-Ti3Al,合金脆性不但没有得到弱化,反而随z增加而加剧;随后,当x进一步增大时,合金脆性又随x增加再次得到改善,至x=12时,α2-Ti-25Al-xNb合金的韧化效果最好.通过电子态密度(DOS)和投影电子态密度(PDOS)等电子结构的分析,初步解释了Nb的这种强化与韧化作用.
关键词:
α2-Ti3Al
,
Nb合金化
,
力学性质
,
第一原理计算
许密
,
陈进武
,
曾宪波
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.06.006
基于第一原理赝势平面波方法和虚拟晶体势函数近似(VCA),提出了一种计算Ti-Al-Nb合金V合金化的形成热和力学性能的方法和模型.计算结果表明:Ti-Al-Nb合金V合金化时V倾向占据O-Ti2AlNb晶体的Nb点阵位.合金化产物O-Ti-22Al-[Nb(27-x)Vx]晶体的弹性模量理论计算值与室温测量值非常接近,并通过计算预测了当V合金化浓度x在1%～3%变化时晶体的弹性模量逐渐降低.采用Pugh判据B/G和B/C44比值表征和评判了V合金化浓度对O-Ti-22AI-27Nb晶体延性的影响.计算表明:V合金化浓度为1%～2%时不能改善O-Ti-22Al-27Nb晶体的延性,但当V浓度为3%时能显著增加O-Ti-22Al-27Nb的延性.从理论数据和实验结果对比来看,这种计算Ti-Al-Nb合金V合金化的形成热和力学性能的模型和方法比较准确和可靠,在为实验结果提供理论支撑同时,还可对不同V合金化浓度的合金性能做出预测.
关键词:
Ti-22Al-[Nb(27-x)Vx]
,
V合金化
,
第一原理计算
,
方法和模型
