Mg_(80)Sc_(20)合金非线性形变的计算研究

基于密度泛函理论的从头计算方法,研究体心立方(bcc)Mg_(80)Sc_(20)合金沿[001]晶向的拉伸性质。结果表明,随着沿[001]晶向的拉伸,bcc结构的MgSc合金首先转变为体心正交结构,但是晶格常数a和b的差别很小,接近体心四方结构,达到一定的应变阈值后,发生正交转变。继续拉伸至应变达到41.4%时,又回到最初的bcc结构,此时原本的[001]晶轴变为[-110],晶格常数仍满足关系a=c=√2 b,bcc Mg_(80)Sc_(20)合金沿[001]晶向拉伸至应变为41.4%时,结构经过一系列转变最终会转回bcc结构,电子结构分析也证实了bcc-fcc-fco-bcc转变。

Mg_(1-x)Sc_(x)合金理想强度的第一性原理计算

采用第一性原理计算方法研究了Mg_(1-x)Sc_(x)(0.10<x<0.25)合金bcc和hcp两相分别在[001]和[0001]晶向上的理想拉伸强度。结果表明:MgSc合金bcc[001]和hcp[0001]理想强度随Sc组分的增加显著增加;合金bcc[001]理想强度在Sc组分从15at.%增加至25at.%时增加了25%,而hcp[0001]理想拉伸强度增加8.6%,说明Sc合金化对Mg的bcc相稳定化效果显著。MgSc合金hcp[0001]的理想强度约为bcc[001]的10倍,对应hcp[0001]理想强度的应变约为bcc[001]的3倍,说明hcp相结构稳定性显著强于bcc相。Mg和Sc基态均为hcp结构,Sc合金化对hcp合金理想强度的影响略小。