*Acta Materialia* ของมหาวิทยาลัยซีอาน Jiaotong อธิบายความแข็งแกร่งของผลผลิตที่ 1550 MPa และการยืดตัวที่ 8.7% ในโลหะผสมไทเทเนียมเฟสคู่-แบบหลายชั้น! การศึกษานี้ศึกษาการเปิดใช้งานกลไกการเปลี่ยนรูปหลาย-ตามลำดับในโลหะผสมนี้

ไทเทเนียม (Ti) และโลหะผสมได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางในการใช้งานจริง เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น ความแข็งแรงจำเพาะสูงและความต้านทานการกัดกร่อน เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของโลหะผสมไทเทเนียม - ที่แพร่กระจายได้ การเสริมการตกตะกอนเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ด้วยการปรับขนาด สัณฐานวิทยา และการกระจายตัวของตะกอน HCP ในเมทริกซ์ BCC การเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่จะถูกขัดขวางผ่านทางอินเทอร์เฟซ / อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างในโครงสร้างผลึก กลไกการเปลี่ยนรูป และความแข็งแรงระหว่างเฟส และ ทำให้เกิดความเข้มข้นของความเครียดสูงที่ส่วนต่อประสาน / ซึ่งเป็นสาเหตุของการแปลความเครียดทีละน้อย หรือการลดลงอย่างรุนแรงของรอยแตกขนาดเล็กและความเหนียวของโลหะผสมไทเทเนียมแบบไบเฟสิก

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) โลหะผสมไทเทเนียมใหม่เหล่านี้มีความแข็งแรงของผลผลิตเกิน 1,500 MPa อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความสามารถในการชุบแข็งชิ้นงานไม่เพียงพอและการยืดตัวที่สม่ำเสมอลดลง (<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.

โดยทั่วไปแล้ว โหมดสลิปความคลาดเคลื่อนหลักในการตกตะกอนอัลฟ่าจะเป็นแบบแท่งปริซึมสลิป เนื่องจากความเค้นเฉือนที่ได้รับการแก้ปัญหาวิกฤต (CRSS) มีค่าต่ำที่สุดในบรรดาระบบสลิปทั้งหมด อย่างไรก็ตาม การใช้ระบบสลิปนี้เพียงอย่างเดียวไม่สามารถปรับให้เข้ากับความเครียดของแกน c- และก็ไม่สามารถตอบสนองเกณฑ์ของ Taylor von Mises ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเปิดใช้งานรูปทรงปิรามิดslip, 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,>อัลฟ่า Ti บริสุทธิ์ 300 mJ/m2) และผลกระทบต่อขนาดเกรนที่แข็งแกร่ง การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ที่จะปรับอัตราส่วน c/a ผ่านการผสม Sn/Al และเปลี่ยนโหมดสลิปหลักจากปริซึมถึงเสี้ยม- ในเวลาเดียวกัน โลหะผสมอัลจะลด SFE ของ Ti ลงอย่างมาก ส่งเสริมการจับคู่การเสียรูป และแม้แต่การเปลี่ยนจาก HCP เป็น FCC

ความเครียดที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนเฟสของ HCP ไปเป็น FCC ถูกสังเกตพบในโลหะผสม Zr, Hf และ Ti ด้วยแรงบันดาลใจจากการค้นพบข้างต้น ในงานนี้ เราได้ออกแบบกลไกพลาสติกหลายรูปแบบที่ทำงานตามลำดับ (กำหนดเป็น SAPM) ในตะกอนอัลฟ่าหลายชั้นที่เรียงเป็นชั้นของโลหะผสม Ti-4.5Al-4.5Mo-7V-1.5Cr-1.5Zr (wt.%) ดังนั้นจึงบรรลุผลการทำงานร่วมกันของความแข็งแรงเหนียวที่ดี ด้วยการควบคุมขนาดอนุภาคและสัณฐานวิทยาของตะกอนอัลฟ่าอย่างแม่นยำ จึงมีการเตรียมโลหะผสมไททาเนียมสามพีคที่มีตะกอนอัลฟ่าหลายสเกลและหลายผลึก ด้วยการใช้กลไกการเปลี่ยนรูปตามขนาดเกรน SAPM ทำงานในผลึกอัลฟ่าหลายขนาดเพื่อค่อยๆ ปรับให้เข้ากับโหลดที่ใช้ กลยุทธ์นี้ส่งผลให้โลหะผสมไททาเนียมสามจุดสูงสุดของเรามีผลผลิตสูง/ความต้านทานแรงดึงสูงสุดที่ 1550/1614 MPa และความเหนียวประมาณ 8.7% ซึ่งเหนือกว่าโลหะผสมไทเทเนียมดูเพล็กซ์ที่มีความแข็งแรงสูงที่รายงานไว้ก่อนหน้านี้

อีเมล:bjcxtitanium@gmail.com       

               cxtitanium@outlook.com

วอทส์แอป:+8613571718779