Ti-,3-Al基合金中α-,2-、O和β-,0-相基本力學性質的Nb合金化效應.pdf

1、作為Ti3Al基多相合金集成設計的第一步,本文運用基于密度泛函理論的第一原理贗勢平面波方法,計算研究了Nb合金化及其濃度對α2、ο和β0單相Ti—Al-Nb合金基本力學性質的影響,結果表明:
　　 (1)在x=2～12(原子百分數,at.％)時,DO19-Ti-25Al-xNb晶體的抗拉強度(σb)與α2相合金的彈性模量(B,E和G)隨x增加而增大；在x=0～6時,α2-Ti-25Al-xNb合金脆性有一定改善,且x值越大韌化效

2、果越好:但在x=7～9時,相對于α2-Ti3Al,合金脆性不但沒有得到弱化,反而隨x增加而加??；隨后,當x進一步增大時,合金延性又隨x增加再次增強,至x=12時,α2-Ti-25Al-xNb合金的韌化效果最好。通過電子態(tài)密度(DOS)和投影電子態(tài)密度(PDOS)等電子結構的分析,初步解釋了Nb的這種強化與韌化作用。
　　 (2)當Nb合金化濃度上升為x=13～30時,α2-Ti3Al合金幾乎都轉化為ο-Ti2AlNb合金,相對于

3、α2-Ti3Al合金而言,ο-Ti-25Al-xNb(x=13～30)合金有更好的延性,但其切變模量和Young's模量相對較低。Nb濃度x對ο-Ti-25Al-xNb合金的彈性模量(B、G、E)和延性有明顯影響。在x=13～19時,ο相合金延性略有改善,但在x=19～24時,合金延性開始減弱,而合金彈性模量則隨x增加而增大。在x=24～26時,合金延性隨Nb濃度增大急劇上升,彈性模量則陡降；此后,當x進一步增大時,合金的彈性模量又開始