王鹏
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李军
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林崇智
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杨柳
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彭琳
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王莹
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肖聪
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陈敬超
中国有色金属学报
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势平面波方法，计算Ti-Ni合金系中TiNi、Ti2Ni和TiNi3金属间化合物的平衡晶格常数、生成焓、内聚能、力学性质、德拜温度和电子结构。计算结果表明：TiNi、Ti2Ni和TiNi3金属间化合物均具有热力学稳定性且容易合金化生成，合金形成能力由强到弱的排序为TiNi3、TiNi、Ti2Ni；3种金属间化合物的晶体结构在能量上和力学上都是稳定的，结构稳定性由大到小排序依次为Ti2Ni、TiNi、TiNi3；TiNi和Ti2Ni为延性相(延展性Ti2Ni大于TiNi的)，TiNi3的延展性较差；3d电子是TiNi、Ti2Ni和TiNi3金属间化合物的最主要的成键电子，在这3种金属间化合物中，随着Ni相对含量的增加，平均成键电子数增多，共价键的比例增加，化学键的强度增强，金属性减弱，从而使得其弹性模量、硬度和德拜温度均逐渐升高。
关键词:
Ti-Ni
,
金属间化合物
,
电子结构
,
力学性质
,
第一性原理
肖聪
钢铁钒钛
doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2016.02.008
运用ANSYS和μMatIc软件分析了Φ980 mm纯钛锭VAR过程中熔池形貌以及凝固组织的变化规律.模拟计算结果表明:起弧阶段的熔池很小,呈浅U型;随后熔池形貌由U型逐渐变为V型;当坩埚内热量输入与输出达到平衡时,熔炼进入稳定阶段,熔池深度和宽度不再变化;补缩过程中,熔池不断缩小直至消失.凝固组织的变化规律为:与坩埚壁接触的钛液快速冷却形成细晶组织;随着熔炼的进行,以枝晶形状生长的部分细晶粒最终形成具有一定择优取向的柱状晶;铸锭中心区域和液固临界区域,晶粒直接在金属液内形核并长大,形成的等轴晶粒阻碍了柱状晶的生长,发生柱状晶-等轴转变.通过解剖工业铸锭验证,熔池形貌和凝固组织与数值模型的计算结果相吻合.
关键词:
钛锭
,
真空自耗电弧熔炼
,
熔池形貌
,
数值模拟
,
凝固组织
