第一性原理研究反位缺陷对TiAl基合金力学行为的影响
来源期刊：金属学报2019年第5期
论文作者：吉宗威 卢松 于慧 胡青苗 Vitos Levente 杨锐
文章页码：673 - 682
关键词：反位缺陷;TiAl基合金;广义层错能;塑性变形;
摘 要：采用第一性原理计算方法,计算了二元γ-TiAl基合金的广义层错能（GSFE）随成分的变化,获得了TiAl基合金中孪晶（TW）、普通位错（OD）、超晶格位错（SDⅠ和SDⅡ）等变形模式的形变势垒,分析了在外加应力作用下的变形模式选择,并讨论反位缺陷对二元γ-TiAl基合金塑性的影响。计算结果表明,TiAl反位缺陷能降低以超晶格内禀层错（SISF）为前缘分位错的TW变形模式的势垒,且扩大TW模式开动的剪切应力角度窗口,有利于改善TiAl基合金的塑性。AlTi反位缺陷则反之。AlTi反位缺陷降低了以复杂层错（CSF）为前缘分位错的OD和SDⅡ变形模式的滑移势垒（γEB）,而且扩大了它们开动的剪切应力角度窗口,可促进OD和SDⅡ的滑移。由于CSF的滑移势垒比SISF高,因此,相较于以SISF为前缘分位错的TW变形模式,OD及SDⅡ滑移对应的强度较高、塑性较差。计算结果较好地说明了AlTi反位缺陷对TiAl基合金塑性的改善没有TiAl反位缺陷明显的原因。
吉宗威1,2,3，卢松3，于慧1,4，胡青苗1，Vitos Levente3，杨锐1
1. 中国科学院金属研究所2. 中国科学院大学3. Department of Materials Science and Engineering, Royal Institute of Technology4. 沈阳工业大学信息科学与工程学院
摘 要：采用第一性原理计算方法,计算了二元γ-TiAl基合金的广义层错能（GSFE）随成分的变化,获得了TiAl基合金中孪晶（TW）、普通位错（OD）、超晶格位错（SDⅠ和SDⅡ）等变形模式的形变势垒,分析了在外加应力作用下的变形模式选择,并讨论反位缺陷对二元γ-TiAl基合金塑性的影响。计算结果表明,TiAl反位缺陷能降低以超晶格内禀层错（SISF）为前缘分位错的TW变形模式的势垒,且扩大TW模式开动的剪切应力角度窗口,有利于改善TiAl基合金的塑性。AlTi反位缺陷则反之。AlTi反位缺陷降低了以复杂层错（CSF）为前缘分位错的OD和SDⅡ变形模式的滑移势垒（γEB）,而且扩大了它们开动的剪切应力角度窗口,可促进OD和SDⅡ的滑移。由于CSF的滑移势垒比SISF高,因此,相较于以SISF为前缘分位错的TW变形模式,OD及SDⅡ滑移对应的强度较高、塑性较差。计算结果较好地说明了AlTi反位缺陷对TiAl基合金塑性的改善没有TiAl反位缺陷明显的原因。
关键词：反位缺陷;TiAl基合金;广义层错能;塑性变形;
