B2型TiAl基合金相穩(wěn)定性和彈性性質(zhì)的第一原理計(jì)算.pdf

1、采用基于密度泛函理論的第一原理贗勢(shì)平面波方法,計(jì)算了B2-TiAl-X(X=Cr、Mo、Nb、W、Zr和Hf)、B2-Ti50(Al50-xNb/Crx)(x=6.25,9.375,12.5,18.75,25at.％)晶體的電子、能態(tài)結(jié)構(gòu)和彈性性質(zhì),通過合金形成熱和Born穩(wěn)定性判據(jù)分別考察了過渡金屬元素x在B2-TiAl晶體中的擇優(yōu)占位趨勢(shì)與力學(xué)穩(wěn)定性,并采用Cauchy壓力參數(shù)(C12-C44)和G/B比值表征和評(píng)判了X對(duì)B2-Ti

2、Al-X晶體力學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:
　　 (1)Cr、Mo、Nb、Zr和W在B2-TiAl晶體中優(yōu)先占據(jù)Al原子位,Hf則主要占據(jù)Ti原子位。添加Cr或Zr后,B2型Ti4Al3Zr和Ti4Al3Zr合金的延性相對(duì)于丫型TiAl合金有所提高,而B2型TiAl合金的Nb、Mo或Hf合金化則沒有這種韌化效果。
　　 (2)添加Nb濃度約大于8.O at.％時(shí),B2型TiAl-Nb合金才穩(wěn)定存在；B2-Ti50(Al50-

3、xNbx)晶體的穩(wěn)定性隨著Nb合金化濃度的升高而減弱,彈性模量呈遞增趨勢(shì),而延性則整體下降。Nb含量為9.375 at.％時(shí)B2型Ti50(Al50-xNbx)合金的延性相對(duì)最好。
　　 (3)Cr使B2相TiAl合金穩(wěn)定存在的最低濃度約為9.0 at.％,隨著Cr含量的升高,B2-Ti—Al—Cr合金的穩(wěn)定性增強(qiáng),結(jié)合強(qiáng)度增大。B2-Ti50-Al-Crx合金彈性體模量(B、G和E)在x=12.5～25.O at.％濃度區(qū)間呈