金属学报

作者：张海军, 邱实, 孙志梅, 胡青苗, 杨锐

单位：1 中国科学院金属研究所 沈阳 110016；2 中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳 110016；3 北京航空航天大学材料科学与工程学院 北京 100191

关键词：钛合金,无序合金,特殊准无序结构,相干势近似,弹性常数,第一性原理计算,

基金：国家重点研发计划项目(2016YFB0701301);国家自然科学基金项目(91860107);国家重点基础研究发展计划项目(2014CB644001)

采用第一性原理方法(VASP及EMTO)结合特殊准无序结构(SQS)和相干势近似(CPA)的方法，对比研究了bcc结构β-Ti1-xNbx无序合金的晶格参数、自由能及弹性常数随成分x的变化。结果表明，VASP-SQS及EMTO-CPA计算得到的晶格参数符合良好，均随Nb含量增加而增加，局域晶格弛豫对晶格参数的影响可以忽略；EMTO-CPA自由能计算预测β-Ti1-xNbx中存在相分解，但VASP-SQS计算因依赖于具体SQS结构，难以合理地描述合金的相分解。EMTO-CPA及无弛豫VASP-SQS计算得到的弹性常数C11和C12随Nb含量增加而增大，C44减小，但EMTO-CPA高估了合金的弹性稳定性；低Nb含量时，由于β-Ti1-xNbx的bcc结构不稳定，导致VASP-SQS计算得到的局域晶格畸变显著增加，使得考虑原子弛豫的VASP-SQS计算得到的自由能及弹性常数随Nb含量的变化偏离正常趋势。

来源：2020年第9期

《金属学报》期刊编辑部

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