Cu对Inconel 718合金Nb偏析影响机理的第一性原理研究

• 作者: 李亚敏 张瑶瑶 赵旺 周生睿 刘洪军
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: Inconel 718合金 合金元素交互作用 Nb偏析机理 第一性原理
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 页码范围: 241-249
• 页数: 9页
• 分类号: TG146.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2020.00495

摘要

采用第一性原理计算与实验相结合的方法探究了Cu元素掺杂所造成的元素之间的交互作用对Inconel 718合金Nb偏析的影响.构建了掺杂前后Ni-Fe-Cr-Nb超晶胞模型,计算了掺杂前后各体系的形成热、结合能、态密度、差分电荷密度以及布居分布.计算结果表明,Cu原子的掺杂降低了体系的稳定性;掺杂改变了体系中元素之间的交互作用,影响了原子之间的键合强度及电荷密度分布,Cu的添加增加了基体中Fe原子和Cr原子之间的结合力,但同时也增加了Fe原子和Nb原子之间的排斥力.实验结果表明,微量Cu元素的加入降低了Fe和Cr的偏析,但促进了Nb元素的偏析.第一性原理计算和实验结果表明,Cu掺杂后Nb原子与周围Fe原子间排斥力的增加是Cu促进Nb偏析的本质原因.