摘要
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.
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