β-Ti/ω-Ti界面能量的第一性原理研究

摘要

在钛合金多相组织中,ω-Ti作为析出相可以有效地提高β-Ti合金的强度,但同时使其塑性降低,其中ω相的形态和分布是主要影响因素.实验观察发现,ω在β-Ti基体中常呈椭球状,其长轴平行于＜111＞β方向.为了从能量角度探究β-Ti/ω-Ti界面对ω相形态的影响,本文根据Burgers关系建立了(0001)ω||(111)β和(-1010)ω||(1-12)β界面.采用密度泛函方法计算得到(0001)ω||(-111)β界面能和解离能,分别为0.32J/m2和3.68J/m2;(-1010)ω||(1-12)β的界面能和解离能分别为0.07J/m2和4.34J/m2.(0001)ω||(-111)β界面能远高于(-1010)ω||(1-12)β界面,导致ω形核长大时更倾向于形成(-1010)ω||(1-12)β界面.因此,椭球体ω相长轴平行于＜111＞β方向.