B2型TiAl基合金相稳定性和弹性性质的第一原理计算

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1、学校代号：10532学密号：J04131003级：湖南大学硕士学位论文l739163B2型TiAl基合金相稳定性和弹性性质的第一原理计算0aj。：iilUllIllIIIIlllIIlUIY1722790Afirst—principlesstudyonthephasestabilityandelasticpropertiesofB2一TiAIbasedalloybyXUMiB．E．(NanchangHangkongUniversity)1996AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirement

2、sforthedegreeofMasterofEngineeringintheMaterialScienceandEngineeringGraduateSchoolOfHunanUniversitySupervisorProfessorPENGPingMarch，2009J●■1j湖南大学．学位论文原创性声明，本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识

3、到本声明的法律后果由本人承担。作者警：式辱骂、’I7yf隅．岬订月扣日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。．本学位论文属于作者签名：导师签名：1、保密2、不保年解密后适用本授权书。(请在以上相应方框内打“√”)印勿日期：日9，乳)月月0r年年搏／f)j《夕lfB2型TiAl基合金相稳定性和弹性性质的第

4、一原理计算一摘一要采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法，计算了B2．TiAl-X(X=Cr、Mo、Nb、W、Zr和Hf)、B2-Tiso(Also-工Nb／Crx)O=6．25，9．375，12．5，18．75，25at．％)晶体的电子、能态结构和弹性性质，通过合金形成热和Born稳定性判据分别考察了过渡金属元素x在B2．TiAl晶体中的择优占位趋势与力学稳定性，并采用Cauchy压力参数(C12-c44)和G／B比值表征和评判了X对B2．TiAl．Ⅸ晶体力学性质的影响。结果表明：(1)Cr、Mo、Nb、Zr和W在B2．TiAl晶体中优先占

5、据Al原子位，Hf则主要占据Ti原子位。添加Cr或Zr后，B2型Ti4A13Zr和Ti4A13Zr合金的延性相对于丫型TiAI合金有所提高，而B2型TiAI合金的Nb、Mo或Hf合金化则没有这种韧化效果。(2)添加Nb浓度约大于8．0at．％时，B2型TiAl．Nb合金才稳定存在；B2．Ti50(Also-xNbx)晶体的稳定性随着Nb合金化浓度的升高而减弱，弹性模量呈递增趋势，而延性则整体下降。Nb含量为9．375at．％时B2型Ti50(A150-xNbJ)合金的延性相对最好。(3)Cr使B2相TiAl合金稳定存在的最低浓度约为9．0at．％，

6、随着Cr含量的升高，B2一Ti—A1．Cr合金的稳定性增强，结合强度增大。B2．Ti50．A1．Ck合金弹性体模量(B、G和E)在x=12．5～25．0at．％浓度区间呈单调递增，且合金的塑性得到明显改善。同时，基于电子态密度的分析，Nb对B2．Ti50(A150-xNb工)晶体稳定性和Cr对B2．Ti50(A150-xCh)晶体稳定性的影响可得到初步解释。关键词：B2．TiAI晶体；合金化；弹性性质；第一原理；II；1●巷}0}：；I?：苴■■■-■-●-If高校教师硕Ij学位论文AbstractUsingthefirst—principlesp

7、seudo—potentialplanewavemethod，theelectronicstructures，energeticsandtheelasticmoduliofB2．Ti．Al--YCX兰Cr，Mo，Nb，W，Zrandnf)andB2．Tis0(Als0．xNb／Crx)O=6．25，9．375，12．5，18．75，25at．％)crystalsarecalculated．ThesitepreferenceofTMelementsXinB2一TiAlcrystalandthemechanicalstabilityoftheseB2p

8、haseswithpreferentialsiteofXarealsoinvestigatedbyacomparisono