Ti-,3-Al基合金中α-,2-、O和β-,0-相基本力學(xué)性質(zhì)的Nb合金化效應(yīng).pdf

1、作為Ti3Al基多相合金集成設(shè)計(jì)的第一步,本文運(yùn)用基于密度泛函理論的第一原理贗勢(shì)平面波方法,計(jì)算研究了Nb合金化及其濃度對(duì)α2、ο和β0單相Ti—Al-Nb合金基本力學(xué)性質(zhì)的影響,結(jié)果表明:
　　 (1)在x=2～12(原子百分?jǐn)?shù),at.％)時(shí),DO19-Ti-25Al-xNb晶體的抗拉強(qiáng)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(shí),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(shí),相對(duì)于α2-Ti3Al,合金脆性不但沒(méi)有得到弱化,反而隨x增加而加劇；隨后,當(dāng)x進(jìn)一步增大時(shí),合金延性又隨x增加再次增強(qiáng),至x=12時(shí),α2-Ti-25Al-xNb合金的韌化效果最好。通過(guò)電子態(tài)密度(DOS)和投影電子態(tài)密度(PDOS)等電子結(jié)構(gòu)的分析,初步解釋了Nb的這種強(qiáng)化與韌化作用。
　　 (2)當(dāng)Nb合金化濃度上升為x=13～30時(shí),α2-Ti3Al合金幾乎都轉(zhuǎn)化為ο-Ti2AlNb合金,相對(duì)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(duì)較低。Nb濃度x對(duì)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(shí),ο相合金延性略有改善,但在x=19～24時(shí),合金延性開(kāi)始減弱,而合金彈性模量則隨x增加而增大。在x=24～26時(shí),合金延性隨Nb濃度增大急劇上升,彈性模量則陡降；此后,當(dāng)x進(jìn)一步增大時(shí),合金的彈性模量又開(kāi)始