铝合金细化相Al3(Zr,Sc)的能量、弹性与界面性质的第一性原理研究(英文)

作者：李春梅^*; 蒋显全; 程南璞; 唐剑锋; 陈志谦

来源：稀有金属材料与工程, 2020, 49(08): 2557-2566.

• 细化相
• 形成焓
• 弹性性质
• 界面性能
• Al3(Zr, Sc)

微合金化是强化铝合金的重要手段,Sc作为铝合金有效的细化剂而引起广泛关注。在铝基体中同时添加Zr和Sc将在铝基体中形成Al3(Zr, Sc)细化相可以实现更好的晶粒细化。基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了不同Sc/Zr配比下形成的Al3(Zr, Sc)细化相的能量和弹性性质。结果表明,当Sc/Zr比不大于1/3时,Al3(Zr, Sc)相具有较大的形成焓绝对值,细化相将优先于Al3(Zr, Sc)相析出。同时,Sc元素的加入有利于界面的形成,提高界面的结合强度和润湿效果,但大于1/3的Sc/Zr比对界面性能的提高并无积极作用。并且,Zr的加入可以有效提高细化相的弹性性能,并削弱Al3Sc的弹性各向异性特征。此理论研究指出,微合金化Zr和Sc的共同添加且Sc/Zr比不大于1/3时,可以保证细化效果并大大降低合金的成本。

• 单位
  西南大学