金属学报

作者：李昕, 江河, 姚志浩, 董建新

单位：北京科技大学 材料科学与工程学院 北京 100083

关键词：高温合金,晶界,氧化,第一性原理,

基金：国家自然科学基金项目(51771016)

利用第一性原理计算方法对高温合金基体元素Ni进行了不同氧浓度下的晶界理想拉伸实验，并结合理想分离功和差分电荷图给出了氧弱化Ni晶界的内在原因。对Co和NiCr晶界进行了类似的对比分析，给出了高温合金不同基体晶界氧化弱化的程度差异以及弱化原因。结果表明，O原子较大的电负性使得晶界处Ni—Ni金属键因电荷缺失而弱化；在拉伸过程中，当拉伸应变达到0.10，含氧Ni晶界应变完全由含氧晶界处的Ni—Ni键提供，氧的存在明显加速了Ni晶界的断裂失效过程；钴基合金晶界氧化后强度更高，比Ni有更好的抗氧化弱化性能，但断裂应变较小；NiCr基晶界强度最低，但氧化后力学性能较稳定；Ni晶界氧化弱化的原因在于O原子带来的结构畸变，而Co和NiCr基晶界氧化弱化现象主要来自电荷密度分布的改变。

来源：2023年第2期

《金属学报》期刊编辑部

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