第一性原理研究铱基高温合金增韧机理.pdfVIP

· 138 · 材料导报B：研究篇 2014年 11月(下)第28卷第 11期 第一性原理研究铱基高温合金增韧机理 庄 严 ，陈敬超 ，吕连灏 (昆明理工大学稀贵及有色金属先进材料教育部重点实验室；云南省新材料制备与加工重点实验室，昆明 650093) 摘要 为改善铱的脆性 ，向其 中添加铌元素。根据铱铌二元合金相 图，当铱铌合金中铌的原子分数在 0～ 15％时，铱铌合金以置换式固溶体形式存在，当铌的原子分数在 15 ～25 时，合金进入两相 区，为 Ir和 Ir3Nb两相 合金。在此两个区间分别选择配比建立模型，计算其热力学稳定性、力学性能、电子结构和态密度等。结果表明，所 设计的合金能够稳定存在，力学性能的计算显示铱的塑性有显著改善，电子云极化减弱，键能有所降低，说明铌的加 入是有利于铱塑性的改善的。在Nb原子分数 0～25 范围内Ir-16．67 Nb合金塑性最好。 关键词 铱铌合金 第一性原理 塑性 第二相 中图分类号：TB34 文献标识码：A DOI：10．11896／j．issn．1005—023X．2014．22．032 First--principlesStudyonTougheningMechanismsofIridium。_baseSuperAlloy ZHUANG Yan，CHENJingchao，LU Lianhao (KeyLaboratoryofAdvanceMaterialofRarePreciousandNonferrousMetalsofEducationMinistryofChina； KeyLaboratoryofAdvancedMaterialsofYunnanProvince，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093) Abstract Inordertoimprovethebrittlenessofiridium，niobium wasadded．Accordingtobinaryalloyphase diagram ofiridium-niobium。IrandNbform substitutiona1solidsolutionatthecontentof0— 15at andform Irand Ir3Nbtwo-phaseregionatthecontentof15at％一25at ．Thethermodynamicstability，mechanicalproperties，elec troniestructureand densityofstatesofthemode1establishedbetween thetWOphasewerecalculated．Theresults show thatthealloydesignedintwoaspectsofthethermodynamicandmechanicalpropertiescanstablyexist．Theduc— tilityissignificantlyimproved．Thepolarizationoftheelectroncloudandbondenergyisreduced．Itisindicatedthat theadditionofniobium iSconducivetotheplasticoftheiridiurrL IthasanexcellentplasticityforthecontentofIr 16．67at Nballoywithintherangeof0-- 25at ．Thetougheningmechanismsofiridium withtheaddingofniobium arealloyingandsecondphasetoughening． Keywords iridium-niobium alloy，first—principles，plasticity，secondphase