Το *Acta Materialia* του Πανεπιστημίου Xi'an Jiaotong περιγράφει αντοχή διαρροής 1550 MPa και επιμήκυνση 8,7% σε ένα κράμα τιτανίου διπλής- φάσης με στρώση! Αυτή η μελέτη διερευνά τη διαδοχική ενεργοποίηση ενός μηχανισμού πολλαπλών-παραμορφώσεων σε αυτό το κράμα.

Το τιτάνιο (Ti) και τα κράματά του έχουν λάβει ευρεία προσοχή σε πρακτικές εφαρμογές λόγω των εξαιρετικών ιδιοτήτων τους, όπως η υψηλή ειδική αντοχή και η αντοχή στη διάβρωση. Προκειμένου να βελτιωθούν οι μηχανικές ιδιότητες των μετασταθερών κραμάτων τιτανίου -, η ενίσχυση με καθίζηση είναι η πιο αποτελεσματική μέθοδος. Με την προσαρμογή του μεγέθους, της μορφολογίας και της κατανομής των ιζημάτων HCP στη μήτρα BCC, η μετατόπιση παρεμποδίζεται μέσω της διεπαφής /. Ωστόσο, οι διαφορές στην κρυσταλλική δομή, τον μηχανισμό παραμόρφωσης και την αντοχή μεταξύ των φάσεων και των φάσεων οδηγούν σε υψηλή συγκέντρωση τάσης στη διεπιφάνεια / διεπιφάνεια, γεγονός που είναι ο λόγος για τον σταδιακό εντοπισμό παραμορφώσεων ή τη σοβαρή μείωση των μικρορωγμών και της ολκιμότητας των διφασικών κραμάτων τιτανίου.

To address the aforementioned issues, three new strategies have recently been proposed. Firstly, activate various plastic mechanisms of the β phase during the plastic deformation process. For example, the activation sequence of the deformation mechanism of the β matrix from dislocation slip to phase transition is regulated by the precipitation of three functional groups α, thereby enhancing the ductility of the alloy. Secondly, constructing unique heterostructures to alleviate interfacial strain incompatibility, thereby achieving the strain distribution/gradient required for uniform plastic deformation. We have also developed layered structures with multi-scale alpha precipitates in biphasic titanium alloys to reduce stress concentration at the alpha/beta interface and improve ductility Thirdly, utilizing the interstitial O/N elements to refine and strengthen the alpha precipitate, thereby reducing the strength difference between the alpha and beta phases. However, the above three strategies rarely regulate the inherent deformation mechanism of low crystal symmetry alpha precipitates, and the independent slip systems of these precipitates are quite limited. Compared with the reported high-strength duplex titanium alloys (yield strength>1100 MPa), αυτά τα νέα κράματα τιτανίου έχουν αντοχή διαρροής που υπερβαίνει τα 1500 MPa. Ωστόσο, λόγω ανεπαρκούς ικανότητας σκλήρυνσης εργασίας και χαμηλότερης ομοιόμορφης επιμήκυνσης (<3%), these high-strength duplex titanium alloys still provide a balance between strength and ductility. The key to overcoming this dilemma lies in activating multiple plastic mechanisms of the alpha phase to alleviate strain incompatibility between the alpha and beta phases, improve work hardening rate (WHR), and achieve uniform elongation.

Γενικά, ο τρόπος ολίσθησης της κύριας εξάρθρωσης στα ιζήματα άλφα είναι πρισματικόςολίσθηση, καθώς η κρίσιμη λυμένη διατμητική τάση (CRSS) είναι η χαμηλότερη μεταξύ όλων των συστημάτων ολίσθησης. Ωστόσο, το να βασίζεσαι αποκλειστικά σε αυτό το σύστημα ολίσθησης δεν μπορεί να προσαρμοστεί στην καταπόνηση του άξονα c, ούτε μπορεί να ικανοποιήσει το κριτήριο Taylor von Mises. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να ενεργοποιήσετε το σχήμα πυραμίδαςslip, deformation twinning, or phase transition. Unfortunately, due to the different CRSS, these mechanisms are difficult to activate simultaneously, attributed to the inherent high stacking fault energy (SFE,>300 mJ/m2 καθαρού άλφα Ti) και ισχυρά αποτελέσματα μεγέθους κόκκου. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι είναι εφικτό να ρυθμιστεί η αναλογία c/a μέσω του κράματος Sn/Al και να μετατραπεί η λειτουργία κύριας ολίσθησης από πρισματικήσε πυραμιδικό. Ταυτόχρονα, το κράμα Al μειώνει σημαντικά το SFE του Ti, προάγει την αδελφοποίηση παραμορφώσεων και ακόμη και τη μετάβαση από HCP σε FCC.

Αυτή η μετάβαση φάσης HCP σε FCC λόγω τάσης παρατηρήθηκε σε κράματα Zr, Hf και Ti. Με έμπνευση από τα παραπάνω ευρήματα, σε αυτήν την εργασία, σχεδιάσαμε έναν διαδοχικά ενεργοποιημένο μηχανισμό πολλαπλής πλαστικότητας (που ορίζεται ως SAPM) στα πολυεπίπεδα ιζήματα άλφα πολλαπλών κλιμάκων του Ti-4,5Al-4,5Mo-7V-1,5Cr-1,5Zr (β.μ., μια καλή διττή αντίσταση) κράματος κράματος συγχρονισμού. Με τον ακριβή έλεγχο του μεγέθους των σωματιδίων και της μορφολογίας των ιζημάτων άλφα, παρασκευάστηκε ένα κράμα τιτανίου τριών κορυφών με ιζήματα άλφα πολλαπλής κλίμακας και πολλαπλών κρυσταλλικών. Χρησιμοποιώντας τον μηχανισμό παραμόρφωσης που εξαρτάται από το μέγεθος των κόκκων, το SAPM λειτουργεί σε κρυστάλλους άλφα πολλαπλής κλίμακας για να προσαρμόζεται σταδιακά στο εφαρμοζόμενο φορτίο. Αυτή η στρατηγική έχει ως αποτέλεσμα το κράμα τιτανίου των τριών κορυφών μας να έχει υψηλή απόδοση/τελική αντοχή εφελκυσμού 1550/1614 MPa και ολκιμότητα περίπου 8,7%, ξεπερνώντας τα προηγούμενα αναφερόμενα κράματα διπλής όψης τιτανίου υψηλής αντοχής.

E-mail:bjcxtitanium@gmail.com       

               cxtitanium@outlook.com

Whatsapp:+8613571718779