Ti-Al-Nb三元系中O相的相结构及力学性能的理论研究

来源 :福州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zhangyan820923
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着航空航天工业的快速发展,对轻质高温、高强和高韧结构材料的需求日益迫切。Ti-Al-Nb三元系钛合金材料结构和性能的调控空间大,研究较为活跃。以O相(正交相)为主要相组成的Ti2AlNb基合金具有较高的比强度、室温塑性、断裂韧性、高温蠕变抗力,以及较好的抗氧化性和无磁性等优点,是最有希望的下一代航空航天用高性能结构材料之一。本文利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,结合准简谐近似模型系统地研究Ti2AlNb基O相的结构稳定性、高温弹性性能、热力学性质,揭示弹性性能与微观电子结构间的关系,并完善热力学数据信息。采用相图计算(CALPHAD)方法,构建端基热力学数据库,研究Ti2AlNb基O相中合金元素占位有序化行为与温度的关系以及占位有序化行为对合金性能的影响,取得以下研究结果:在温度从0K升高到1300K的过程中,完全有序的Ti2AlNbO相的高温弹性性能有不同程度的下降;在不同温度下,B/G值的结果表明Ti2AlNbO相是本征韧性材料;Ti2AlNb O相呈现各向异性特征,随着温度的升高而逐渐接近于各向同性,与现有文献中的实验报道结果一致;电子结构分析表明,高温弹性力学性能的下降主要是由于电子态之间的杂化和非局域性在温度的作用下减弱。当分别基于端基生成焓项和端基生成Gibbs自由能项两种不同的热力学函数表达方式,构建端基热力学数据库,采用CALPHAD方法计算在不同温度和合金成分时的Ti2AlNb基O相中合金元素占位分数,分析其占位有序化行为。研究结果表明:当温度低于800K时,基于生成焓项与生成Gibbs自由能项的端基热力学数据库计算得到的占位有序化行为基本一致;当温度高于800K时,基于Gibbs自由能项的端基热力学数据库计算得到的占位更加趋于无序化,与可得文献结果吻合更好。因此,考虑Gibbs自由能与温度的关系构建的端基热力学数据库,对合金元素占位有序化行为的描述更加合理和准确。基于生成Gibbs自由能项构建的端基热力学数据库计算得到合金占位分数,进一步利用占位分数,采用特殊准随机结构模型(SQS)建模,计算了 Ti2AlNbO相的占位有序化行为对合金相的弹性性能的影响。研究结果表明:随着占位有序度的减小,杨氏模量和剪切模型都有不同程度的减小,而体弹模量相差不大,这是由于占位有序度减小,导致晶体晶格畸变增加,而对合金体积影响不大。本文的研究方法和计算结果为Ti2AlNb基合金的成分、热处理工艺、相结构和性能的调控奠定了一定的基础。
其他文献
随着社会转型的深化,社会泄愤类极端事件在我国不断发生。社会泄愤类极端事件的产生既有制度不完善、机制不健全、法治弱化、道德下滑等规则缺陷的原因,也有涉案者在心理方面的
文化产业是一国综合实力的竞争要素和国民经济的重要组成部分,其发展的重要特征即“文化经济化”和“经济文化化”。西部地区发展文化产业具有重要的现实意义,必须树立科学的
香菇在冬季播种,宜采用中温型和中偏高温型香菇菌株,10月下旬开始制作母种,11月初制作原种,11月底至12月初制作栽培种,1月份播种.采用17厘米×35厘米的塑料筒作为栽培袋,
在邯郸十大智能装备自主创新产品发布仪式上,新兴际华集团新兴能源装备股份有限公司具有自主知识产权的HDS9403GGY型智能天然气运输车一登场,便引起参观者极大兴趣。
<正>为适应国内外市场的需要,开发涤纶仿真丝细旦长丝是当务之急。目前,生产涤纶细旦长丝的工艺路线有三条:UDY-DT;POY-DT;FDY 和 FOY。本文着重介绍 FDY 和 FOY。1 FDY和FOY
科技创新是企业的生命力,突破核心技术更是科技型企业不衰的命脉。目前,落户天津市西青区中北镇高科技产业园区的天津锐意泰克汽车电子有限公司.凭借企业自主创新开发研制的汽车
介绍了直击雷防护装置、信息系统防雷装置等施工中的注意事项,有利于提高广大农村建筑物防雷工程的整体质量,杜绝防雷装置施工的不规范、不合格,减少农村雷击事故的发生,最大
为了定量计算剃齿刀修形曲线,本文导出了剃齿工艺过程中形成的两条啮合线的相对位置方程,提出了奇数接触点的计算方法,经实践证明,效果良好。
开展清产核资是全面掌握村级集体资产及财务状况、明晰产权、加强监管的一项重要的基础性工作,也是进一步提高村级集体资产经营效率和更好地推进村级集体经济发展的重要举措。