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Cu、Nb对Sanicro 25钢结构稳定性及力学性能影响的第一性原理研究

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奥氏体耐热钢Sanicro 25由于其优异的结构稳定性和高温力学性能，有望用于630-650℃等级超超临界电站锅炉的关键材料如过热器和再热器中。Sanicro 25钢合金元素种类多，含量高，合金元素对其结构稳定性和力学性能的影响复杂，难以从实验过程直观分析，因此根据Sanicro 25钢的主要化学成分，以Fe-Cr-Ni体系为基础，利用第一性原理计算方法分析了以沉淀硬化作用为主的元素Cu、Nb对Sanicro 25钢结构稳定性、热力学稳定性和力学性能的影响。形成能、结合能、吉布斯自由能计算结果表明在Sanicro25钢中加入Cu、Nb后仍具有较好的结构稳定性，且在630-650℃使用温度下结构稳定性更好。通过分析弹性模量，发现Cu、Nb会降低Sanicro 25钢的强度、抗压缩能力、抗剪切应变能力和刚度。泊松比、B/G和派纳力计算结果表明Cu会降低Sanicro 25钢的塑性和延展性，而Nb会提高Sanicro 25钢的塑性和延展性。
First-principle study on the effects of Cu, Nb on structural stability and mechanical properties of Sanicro 25 steel

贾瑞瑞、董楠、王剑、王兰、刘思、贾伟、韩培德

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太原理工大学材料科学与工程学院,太原030024

太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原030024

Sanicro 25 第一性原理 结构稳定性 力学性能 派纳力

国家自然科学基金国家自然科学基金山西省自然科学基金

51871159U1860204201801D221125

2021

10.19855/j.1000-0364.2021.036003

原子与分子物理学报
四川大学,四川省物理学会,中国物理学会原子与分子物理专业委员会

原子与分子物理学报

北大核心
影响因子：0.296
ISSN：1000-0364
年,卷(期)：2021.38(3)
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