金属学报  2007, Vol. 43 Issue (3): 249-253

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基于递归法钛合金应力腐蚀机理研究

刘贵立

沈阳工业大学

The study on Ti alloys stress corrosion mechanicby recursion method

Liu Guili

Engineering Mechanics Institute; Shenyang University of Technology; Shenyang 110023

刘贵立 . 基于递归法钛合金应力腐蚀机理研究[J]. 金属学报, 2007, 43(3): 249-253 .
. The study on Ti alloys stress corrosion mechanicby recursion method[J]. Acta Metall Sin, 2007, 43(3): 249-253 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(705 KB)   摘要: 采用计算机模拟技术创建钛α相和β相晶粒、α相中 刃位错及位错塞积形成的微裂纹原子集团模型。利用递归法（Recursion）计算了位错、裂纹及α相晶粒的电子结构（费米能级、结构能、环境敏感镶嵌能等），计算并分析了合金元素Mo、V对β相原子结合能的影响。结果表明：氢在位错处的环境敏感镶嵌能较低，易于在位错处聚积，形成氢原子气团。位错对氢原子气团的“钉扎”作用使钛合金局部硬化，使位错运动受阻塞积形成微裂纹。裂纹尖端费米能级高于裂纹其他区域，电子从裂纹尖端流向裂纹其他区域造成电位差，在电解质作用下裂纹尖端阳极分解腐蚀。拉应力与裂纹处的氢气压使裂纹解理或沿晶延伸，促进应力腐蚀的发展。合金元素Mo、V有利于α钛合金中β相的形成，阻止裂纹在α相中扩展，提高合金应力腐蚀抗力。 关键词 ： 递归法,  电子结构,  钛合金     Abstract：The atomic cluster models of αandβTi grains, edge dislocation in αgrains and the crack formed with edge dislocation accumulation were set up by computer simulation technique. The electronic structure (Fermi energy level, structure energy, environment sensitive embedding energies etc) of αTi grains, edge dislocation and the crack were calculated by using Recursion method. The effect of alloys element Mo and V on βphase atomic binding energy was calculated and analyzed. The results show that: H prone to gather on the edge dislocation and form H atomic group as the environment sensitive embedding energies is smaller when H is at the edge dislocation. It makes Ti alloys local harden and edge dislocation blocking and forming crack that the edge dislocation fix the H atomic group. As the Fermi energy of the crack tip is higher than that of other area, so the electron run to other area of the crack from the crack tip, which make the electric potential difference between the crack tip and the other area of the crack. The crack tip decomposes as anode under the electrolyte. The tensile force and H air pressure at the crack make the crack cleavage or stretch along grains boundaries, which facilitates the stress corrosion. The alloys element Mo and V can enhance Ti alloys stress corrosion resistance by catalyzingβphase which stops the crack expand in αTi. Key words： Recursion method    electronic structure    Ti alloys 收稿日期: 2006-06-19      ZTFLH:  TG142   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 刘贵立 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2007/V43/I3/249 [1]Zhang X Y,Zhai Y Q,Bai C G.Titanium Alloys and Application.Beijing:Chemical Industry Press,2005:255 (张喜燕,赵永庆,白晨光．钛合金及应用．北京:化学工业出版社,2005:255) [2]Meng L,Huan H,Li Z C.Rare Met Mater Eng,1994; 23(3):40 (蒙良,桓红,李佐臣．稀有金属材料与工程,1994;23(3): 40) [3]Meng L,Zhang A L.Rare Met Mater Eng,1989;18(5): 25 (蒙良,张爱丽．稀有金属材料与工程,1989;18(5):25) [4]Liu J H,Wu H,Li S M,Xie Z B.Corros Sci Prot Technol, 2003;1:13 (刘建华,吴昊,李松梅,谢志斌．腐蚀科学与防护技术,2003; ??15(1):13) [5]Creus J,Tdrissi H,Mazille H.Surf Eng,1997;13:150 [6]Mclntyre J F,Lefeave F,,p,Musselman K A.Corros Sci, 1998;40:502 [7]Liu G L,Li R D.Acta Phys Sin,2003;52:2264 (刘贵立,李荣德．物理学报,2003;52:2264) [8]Liu G L,Li R D.Acta Phys Sin,2004;53:3482 (刘贵立,李荣德．物理学报,2004;53:3482) [9]Liu G L,Li R D.Chem Phys J,2004;17:649 (刘贵立,李荣德．化学物理学报,2004;17:649) [10]Haydock R.Solid State Physics.New York:Academic Press,1980:216 [11]Quan H J,Gong X G.Chin Phys,2000;9:656 [12]Hu Q M,Xu D S,Li D.Acta Metall Sin,2002;38:562 (胡青苗,徐东升,李东．金属学报,2002;38:562) [13]Harrison W A.Electronic Structure and the Properties of Solids.San Francisco:Freeman,1980:551 [14]Wang L G,Wang C Y.Mater Sci Eng,1997;A234-236: 521 [15]Xiao S X,Wang C Y,Chen T L.The Application of the Discrete Variational Method in the Density Functional Theory to Chemistry and Materials Physics.Beijing:Sci- ence Press,1998:92 (肖慎修,王崇愚,陈天朗．密度泛函理论的离散变分方法在化学和材料物理学中的应用．北京:科学出版社,1998:92) [1] 赵平平, 宋影伟, 董凯辉, 韩恩厚. 不同离子对TC4钛合金电化学腐蚀行为的协同作用机制[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 939-946. [2] 张滨, 田达, 宋竹满, 张广平. 深潜器耐压壳用钛合金保载疲劳服役可靠性研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 713-726. [3] 李述军, 侯文韬, 郝玉琳, 杨锐. 3D打印医用钛合金多孔材料力学性能研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 478-488. [4] 朱智浩, 陈志鹏, 刘田雨, 张爽, 董闯, 王清. 基于不同 α / β 团簇式比例的Ti-Al-V合金的铸态组织和力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1581-1589. [5] 王海峰, 张志明, 牛云松, 杨延格, 董志宏, 朱圣龙, 于良民, 王福会. 前置渗氧对TC4钛合金低温等离子复合渗层微观结构和耐磨损性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1355-1364. [6] 崔振铎, 朱家民, 姜辉, 吴水林, 朱胜利. Ti及钛合金表面改性在生物医用领域的研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 837-856. [7] 李细锋, 李天乐, 安大勇, 吴会平, 陈劼实, 陈军. 钛合金及其扩散焊疲劳特性研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 473-485. [8] 皇甫顥, 王子龙, 刘永利, 孟凡顺, 宋久鹏, 祁阳. W1 - x Ir x 固溶合金几何结构、电子结构、力学和热力学性能的第一性原理计算[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 231-240. [9] 王硕, 王俊升. Al-Li合金中 δ′/θ′/δ′复合沉淀相结构演化及稳定性的第一性原理探究[J]. 金属学报, 2022, 58(10): 1325-1333. [10] 颜孟奇, 陈立全, 杨平, 黄利军, 佟健博, 李焕峰, 郭鹏达. 热变形参数对TC18钛合金β相组织及织构演变规律的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(7): 880-890. [11] 戴进财, 闵小华, 周克松, 姚凯, 王伟强. 预变形与等温时效耦合作用下Ti-10Mo-1Fe/3Fe层状合金的力学性能[J]. 金属学报, 2021, 57(6): 767-779. [12] 张婷, 李仲杰, 许浩, 董安平, 杜大帆, 邢辉, 汪东红, 孙宝德. 激光沉积法制备Ti/TNTZO层状材料及其组织性能[J]. 金属学报, 2021, 57(6): 757-766. [13] 李金山, 唐斌, 樊江昆, 王川云, 花珂, 张梦琪, 戴锦华, 寇宏超. 高强亚稳β钛合金变形机制及其组织调控方法[J]. 金属学报, 2021, 57(11): 1438-1454. [14] 杨锐, 马英杰, 雷家峰, 胡青苗, 黄森森. 高强韧钛合金组成相成分和形态的精细调控[J]. 金属学报, 2021, 57(11): 1455-1470. [15] 林彰乾, 郑伟, 李浩, 王东君. 放电等离子烧结TA15钛合金及石墨烯增强TA15复合材料微观组织与力学性能[J]. 金属学报, 2021, 57(1): 111-120. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed