镍基单晶高温合金多组元置换的第一性原理研究

作     者：孙浚晞 杜婉 肖斌 吴雨沁 刘轶 SUN Junxi;DU Wan;XIAO Bin;WU Yuqin;LIU Yi

作者机构：上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444 上海大学材料基因组工程研究院上海200444 

基　　金：上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室的自主课题(SKLASS 2019-Z024) 上海市科学技术委员会基金(19DZ2270200) 国家科技部重点研发计划“材料基因组工程”项目(2017YFB0701502和2017YFB0702901) 

出 版 物：《上海金属》 (Shanghai Metals)

年 卷 期：2021年第43卷第6期

页      码：92-102页

摘      要：采用基于密度泛函理论的第一性原理分别研究了镍基单晶高温合金γ-Ni与γ′-Ni_(3)Al相中Al及3d(Ti、Cr、Co、Ni)、4d(Mo)、5d(Hf、Ta、W)9种合金元素的相择优与位点择优占位,计算了1062种单位点、双位点和三位点掺杂体系的置换能。结果表明:所研究的合金元素都倾向于占据γ-Ni相。当合金元素掺杂γ′-Ni_(3)Al相时,其位点择优与掺杂元素的原子半径密切相关,掺杂元素的原子半径越小,掺杂元素原子越倾向于占据Ni位,掺杂元素的原子半径越大,掺杂元素原子越倾向于占据Al位。用Al、Ti、Ta和Hf置换γ-Ni相中的Ni位点时,缺陷构型的能量较稳定,而且使其他元素在其近邻位点的置换也较稳定。多组元的多位点共掺杂可形成稳定缺陷复合结构,可能在镍基单晶高温合金的固溶强化机制中起重要作用。

主 题 词：镍基高温合金 合金设计 相择优占位 位点择优占位 第一性原理计算 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.19947/j.issn.1001-7208.2021.06.015

馆 藏 号：203106255...