摘要: 采用基于热力学相图计算软件Thermo-Calc、JMatPro 对典型成分7085 合金的平衡相种类及含量进行了计算分析，并结合基于第一性原理的赝势平面波方法和广义梯度近似方法采用CASTEP 软件包系统计算了各平衡相的形成热、结合能、费米能以及弹性常数，并根据计算结果探讨了平衡相对合金耐蚀性能以及强韧性能的影响。计算结果表明: 合金中除α-Al 基体外，主要为MgZn2，Al2Cu，Al3Zr。所有平衡相的形成均为自发反应的放热过程。其中，MgZn2与α-Al 费米能值相差最大，最易与α-Al 形成微腐蚀电池而导致合金耐蚀性能下降，而Al2Cu 相与α-Al 基体的费米能差值最小，相对不易形成微腐蚀电池。弹性模量计算结果同时表明: Al3Zr 在所有相中具有最大的体模量、剪切模量、弹性模量以及杨氏模量，对合金强韧性能提升最大。
Al-Zn-Mg-Cu 系合金因具有比强度高，耐蚀性能好，断裂韧性大以及焊接性能优异等特点而被广泛研究并应用于航空航天领域［1，2］。2003 年，美国铝业公司推出了新一代高强高韧7085 铝合金( Al-7． 5Zn-1．5Mg-1． 6Cu-0． 12Zr，质量分数/%，下同) ，由于其良好的熔铸特性以及优异的淬透性能，在新一代飞机构件中具有巨大的应用潜力。有报道［3，4］称， 7085 合金的综合性能已全面超过7050 铝合金，在相同工艺处理下，7085 合金构件的抗应力腐蚀和断裂韧性与7050铝合金相当，而其强度可提高15%。研究人员针对合金平衡相调控做的大量研究均表明，析出相的种类及性质对合金整体服役性能影响非常大，采用适当加工工艺对合金调控得到合理析出相一直是材料工作者的追求［3 ～ 10］。
目前，关于平衡相对7085 合金性能的影响主要集中于实验研究，采用基于密度函数理论( Densityfunctional theory，DFT) ［11］的第一性原理对该合金具体平衡相性能的系统研究鲜见报道，而探明合金平衡相的物理化学性能在合金设计以及材料处理工艺中已愈发重要。近年来，由于基于密度函数理论的第一性原理计算与实验结果具有很好的一致性而在材料设计和性能研究方面得到了广泛的应用［12，13］。本文采用基于密度函数理论的第一性原理方法，结合相图热力学计算( CALculation ofPHAse Diagrams，CALPHAD) 的方法，研究了典型成分7085 合金( Al-7． 8Zn-1． 6Mg-1． 8Cu-0． 12Zr，以下简称7085 合金) 中平衡相的种类、形成热、结合能、费米能值以及弹性常数，为合理设计7085 合金提供理论指导。
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