β-TiAl-xCr合金的相稳定性与力学性质预测

发布时间：2018-11-16 06:51

【摘要】：采用第一原理赝势平面波方法研究了Cr在B2-TiAl完整与缺陷晶体中的择优占位趋势,并基于虚拟晶体近似(VCA)与Born稳定性判据,计算了Cr合金化(浓度22.0%,原子分数,下同)完整与缺陷B2-TiAl晶体的弹性性质和Cr稳定β相的合金化浓度,进而采用Cauchy压力参数(c12-c44)、杨氏模量E、剪切模量G及其与体模量B的比值G/B表征和评判了Cr浓度对β-TiAl-x Cr多晶合金强韧化效果的影响。结果表明:B2-TiAl晶体的点缺陷结构主要为Ti反位,Cr在B2-TiAl完整与缺陷晶体中都优先占据Al原子位。在化学计量比β-Ti50Al50-xCrx合金与富Ti的β-Ti56Al44-xCrx合金中稳定β相的Cr合金化浓度分别为10%~15%和9%~20%。对于化学计量比β-Ti50Al50-xCrx(x=10~15)合金,Cr合金化可显著提高其强度与硬度,且浓度越高强化效果越好,但不存在明显的韧化效果;对于富Ti的β-Ti56Al44-xCrx(x=9~20)合金,合金塑性与韧性随Cr合金化浓度增加而变好,但Cr合金化的强化作用则不明显。
[Abstract]:The first principle pseudopotential plane wave method is used to study the preference-occupying tendency of Cr in B2-TiAl holonomic and defective crystals. Based on the approximate (VCA) and Born stability criteria of virtual crystals, Cr alloying (concentration 22.0g, atomic fraction) is calculated. The elastic properties of intact and defective B2-TiAl crystals and the alloying concentration of Cr stable 尾 phase were obtained by using Cauchy pressure parameter (c12-c44), Young's modulus E, Shear modulus G and its ratio to bulk modulus B G / B were used to characterize and evaluate the effect of Cr concentration on the strengthening and toughening of 尾-TiAl-x Cr polycrystalline alloys. The results show that the point defect structure of B2-TiAl crystal is mainly Ti inversion, and Cr preferentially occupies the Al atom site in both B2-TiAl integrity and defect crystals. The Cr alloying concentration of stable 尾 phase in stoichiometric ratio 尾-Ti50Al50-xCrx alloy and Ti-rich 尾-Ti56Al44-xCrx alloy is 10 ~ 15% and 9 ~ 20% respectively. For the stoichiometric 尾-Ti50Al50-xCrx (xC101015) alloy, the strength and hardness of the alloy can be improved significantly by Cr alloying, and the higher the concentration, the better the strengthening effect, but there is no obvious toughening effect. The ductility and ductility of 尾-Ti56Al44-xCrx (XN9N20) alloy with rich Ti become better with the increase of Cr concentration, but the strengthening effect of Cr alloying is not obvious.
【作者单位】： 湖南大学材料科学与工程学院;湖南工程学院理学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51071065) 国家教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(20100161110001)资助
【分类号】：TG146.23

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 陈律;彭平;李贵发;刘金水;韩绍昌;;B2-RuAl点缺陷结构的第一原理计算[J];稀有金属材料与工程;2006年07期

2 丁少行;李晓星;孙志莹;袁超;李荣;段新民;邵天巍;郎利辉;;钛合金蒙皮拉形数值模拟与试验[J];锻压技术;2014年07期

3 郑运荣，赵林岩;Cr对Ti_3Al＋TiAl合金显微组织的影响[J];金属学报;1994年03期

4 代云雅;杨莉;彭述明;龙兴贵;周晓松;祖小涛;;金属氢化物力学性能的第一性原理研究[J];物理学报;2012年10期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘咏,黄伯云,周科朝,贺跃辉;粉末冶金TiAl基合金显微组织及力学性能的研究[J];稀有金属材料与工程;2000年04期

2 陈律;彭平;韩绍昌;;B2-YX(X=Cu,Rh,Ag,In)点缺陷结构及其基本物性的理论计算[J];稀有金属材料与工程;2007年12期

3 黄志伟;赵宇宏;侯华;王忠;穆彦青;牛晓峰;韩培德;;V掺杂Ni_3Al点缺陷结构及合金化效应的第一性原理研究[J];稀有金属材料与工程;2011年12期

4 陈律;;3d过渡金属在L1_0-TiAl中占位的第一原理计算[J];长沙航空职业技术学院学报;2008年03期

5 陈律;;微量P对NiAl力学性能影响的理论研究[J];稀有金属材料与工程;2012年S2期

6 姚传生;陈铮;张静;王永欣;;Ta合金化对γ′-Ni_3Al相弹性性质与电子结构的影响[J];稀有金属材料与工程;2013年09期

7 Gang CHEN;Peng ZHANG;;First-principles Study of Electronic Structures,Elastic Properties and Thermodynamics of the Binary Intermetallics in Mg-Zn-Re-Zr Alloy[J];Defence Technology;2013年03期

8 杨晓敏;侯华;赵宇宏;杨玲;韩培德;;Mg_(17)Al_(12)、Al_2Y及Al_2Ca相稳定性与弹性性能第一原理研究[J];稀有金属材料与工程;2014年04期

9 何鹏,冯吉才,韩杰才,钱乙余;TiAl金属间化合物及其连接技术的研究进展[J];焊接学报;2002年04期

10 陈律;文韬;;B_2-NiAl弹性性质Ag合金化效应的理论研究[J];航空材料学报;2011年02期

相关会议论文 前1条

1 王冰;李润霞;聂赛男;姜锡博;李荣德;;Al-Si-Cu-Mg合金时效析出相的第一性原理计算[A];2014中国铸造活动周论文集[C];2014年

相关博士学位论文 前2条

1 孙顺平;稀土铝合金形成焓及缺陷问题研究[D];中南大学;2011年

2 周晓松;Ti、Zr、Er氚化物的时效效应研究[D];中国工程物理研究院;2012年

相关硕士学位论文 前6条

1 董虹志;利用密度泛函理论研究CO_2在SrTiO_3（100）表面的吸附与反应[D];天津理工大学;2013年

2 户秀萍;Mn、Si、C对α-Fe基合金电子特性和力学性能影响的第一性原理研究[D];太原理工大学;2013年

3 王文静;Mg-Er合金第一性原理研究[D];南京航空航天大学;2014年

4 邹爱华;合金化对α-Nb_5Si_3性能的影响[D];南京航空航天大学;2014年

5 陈志亮;高碳铬铁粉微波介电性能理论计算及其微波加热机理研究[D];太原理工大学;2014年

6 刘宇;超声铸造对7085铝合金组织、强韧性及耐蚀性的影响[D];中南大学;2014年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄天娥;范桂彬;闫海;刘东升;;航空用钛合金材料及钛合金标准发展综述[J];航空标准化与质量;2010年03期

2 蔡中义;张海明;李光俊;李明哲;;多点拉形数值模拟及模具型面补偿方法[J];吉林大学学报(工学版);2008年02期

3 于成龙;李东升;李小强;吴志敏;;VTL1000型数控蒙皮拉形机运动仿真系统[J];计算机集成制造系统;2012年01期

4 张力;高技术时代的钛合金材料技术发展战略及对策剖析[J];金属学报;1997年01期

5 李鹏亮;张志;;钛合金热成形模具[J];航空制造技术;2012年21期

6 陈志英;;钛合金冷拉深工艺初探[J];航空精密制造技术;2008年01期

7 何金彪;;基于ThinkDesign回弹补偿功能的模具设计[J];CAD/CAM与制造业信息化;2008年12期

8 罗红宇;李东升;曾元松;邹方;白雪飘;;蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统开发及应用研究[J];塑性工程学报;2006年06期

9 白雪飘;曾元松;吴为;李志强;;典型双曲率零件柔性多点模具蒙皮拉形技术研究[J];塑性工程学报;2007年06期

10 张颖;吕广宏;邓胜华;王天民;;Al晶界的第一性原理拉伸试验[J];物理学报;2006年06期

，

本文编号：2334776