论文部分内容阅读
杨氏模量和线膨胀系数是表征金属材料重要的物理量。但是，目前已有的二元及多元合金固溶体的杨氏模量和线膨胀系数的实验数据十分有限。因此，利用合理的理论模型来实现对杨氏模量和线膨胀系数的计算并建立性能数据库十分重要，能够为材料设计提供必要的基础信息。本课题组在应用相图计算技术建立热力学数据库和指导合金的成分设计方面取得了不错的成效。本研究基于相图计算的研究方法，考虑温度和成分两个变量的影响，开展合金溶体相的杨氏模量和线膨胀系数的计算。其具体研究成果如下: (1)借鉴计算相图(CALPHAD)方法的研究思路，构建了二元及三元合金溶体相的杨氏模量和线膨胀系数的计算模型。 (2)运用杨氏模量的半经验模型，对Fe、Nb、Mo、Ta、W、V、Li、Ni、Ir、Ag、 Al、Au、Pd、Cu、Zn、Mg和Cd等纯金属进行了优化计算。 (3)采用构建的二元合金溶体相杨氏模量的理论模型对Cu-X(X: Al，Au，Zn，Ga)、Ag-X(X: Pd，Zn，Cd，In，Mg)、Fe-Ni、Mg-Li和Ta-Mo各二元合金溶体相的杨氏模量进行了优化计算。 (4)结合实验数据，采用构建的二元合金溶体相线膨胀系数的理论模型对BCC-BCC二元合金Mo-X(X: W,V，Nb)、Ta-W、Cr-V，以及FCC-FCC二元合金Pd-X(X: Ag，Ni)、Ni-Cu的线膨胀系数进行优化计算。计算结果和实验数据符合良好的一致性。 (5)利用基础二元系的优化参数，外推计算了Ta-Nb-W、Ta-Nb-Mo和Cu-Ag-Au各三元系中溶体相在不同成分、温度时的杨氏模量。同时计算预测了Mo-V-X(X: W, Nb，Ta)和W-Ta-X(X:V，Mo)各三元系中溶体相在不同成分、温度时的线膨胀系数。由于三元合金实验信息的缺乏，三元相互作用参数有待于进一步优化确定。本研究还计算预测了 Nb22.7Mo25.6Ta24.4W27.3和V21Nb20.6Mo21.7Ta15.6W21.1多元合金溶体相的杨氏模量以及线膨胀系数，为高温合金力学性能数据库的建立提供基础理论信息。