氢对2024铝合金沿晶断裂影响的模拟计算

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• 作者：董超芳魏薪肖葵李晓刚
• 会议时间：2014-12-19
• 关键词：铝合金 ; 应力腐蚀 ; 沿晶断裂行为 ; 氢原子 ; 有限元模拟
• 作者单位：北京科技大学腐蚀与防护中心,北京 100083
• 母体文献：2014海洋材料腐蚀与防护大会论文集
• 会议名称：2014海洋材料腐蚀与防护大会
• 会议地点：北京
• 主办单位：中国腐蚀与防护学会
• 语种：chi
• 分类号：TG3;TG1

摘要

基于密度泛函的第一性原理计算方法与Cohesive有限元模拟相结合,研究了氢原子对2024铝合金沿晶开裂的影响.本文利用第一性原理计算进行H原子从表面进入亚表面的过渡态搜索,计算获得的能垒数值为60.64KJ/cell.进而采用第一性原理计算了10种低指数晶界在不同H原子浓度下的结合能.结果表明,晶界结合能随H原子浓度呈线性下降.基于所建立的多晶体模型,分别将晶界结合能计算值的100%,95%,90%,85%,80%和75%值作为断裂能输入到有限元体系中,模拟计算结果表明随晶界结合能的降低,铝合金沿晶断裂敏感性显著提高.