增材制造 Ni-20Cr 至 V 功能梯度材料：相形成的计算预测与实验验证
材料科学
2024-01-29 v1
摘要
通过采用 CALPHAD 方法，并辅以基于密度泛函理论 (DFT) 的第一性原理计算和从头算分子动力学 (AIMD) 模拟，对二元 Cr-V 和三元 Cr-Ni-V 系统进行建模，构建了 Cr-Ni-V 系统数据库。为验证该新数据库，利用定向能量沉积增材制造 (DED AM) 技术制备了由 Ni-20Cr 和单质 V 组成的功能梯度材料 (FGM)，并进行了实验表征。沉积的 Ni-20Cr 为纯 fcc 相，而随着梯度中 V 含量的增加，依次形成了 sigma 相和 bcc 相。将实验测得的相数据与利用文献中的 Cr-Ni-V 热力学数据库以及本工作开发的数据库所作出的计算预测进行了对比。结果表明，新开发的数据库能更好地预测实验观测到的相，这是因为该数据库准确模拟了其中的二元系统以及对于精确 Scheil 计算至关重要的三元液相。
引用
@article{arxiv.2401.14586,
title = {Additively manufactured Ni-20Cr to V functionally graded material: computational predictions and experimental verification of phase formations},
author = {Beril Tonyali and Hui Sun and Brandon Bocklund and John Paul Borgonia and Richard A. Otis and Shun-Li Shang and Zi-Kui Liu and Allison M. Beese},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.14586},
year = {2024}
}