高強(qiáng)鈦合金因具有比強(qiáng)度高、可焊性好等優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于各種先進(jìn)工程領(lǐng)域，但是這類合金的良好性能強(qiáng)烈依賴于精密的熱加工技術(shù)，因此探尋熱加工過(guò)程中的組織演變規(guī)律和變形機(jī)制是高強(qiáng)鈦合金領(lǐng)域十分重要的研究?jī)?nèi)容。

來(lái)自長(zhǎng)安大學(xué)的研究人員通過(guò)多尺度的組織表征技術(shù)對(duì)粉末冶金高強(qiáng)韌鈦合金熱加工過(guò)程中的組織演變進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，揭示了此合金在不同加工條件下的變形機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)了多種特殊的組織演變機(jī)理。相關(guān)論文以題為“Processing of metastable beta titanium alloy: Comprehensive study on deformation behaviour and exceptional microstructure variation mechanisms”發(fā)表在 Journal of Materials Science & Technology。該研究的第一/通訊作者為長(zhǎng)安大學(xué)青年教師趙秦陽(yáng)，通訊作者為陳永楠教授，合作作者還包括長(zhǎng)安大學(xué)徐義庫(kù)教授和新西蘭懷卡托大學(xué)楊非教授等。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.jmst.2022.02.050

本研究通過(guò)粉末冶金熱壓法制備了含有0.36wt%氧元素的Ti-5553高強(qiáng)鈦合金，通過(guò)多條件下的熱變形試驗(yàn)和對(duì)變形后組織的深入表征，研究分析了組織演變機(jī)理、組織演變規(guī)律與織構(gòu)變化規(guī)律的內(nèi)在關(guān)系、合金變形機(jī)制、α相特殊組織演變過(guò)程等內(nèi)容。結(jié)果顯示合金在800°C/0.01s^?1的變形條件下，α相發(fā)生了層狀粗化的特殊組織演變過(guò)程，通過(guò)HRTEM揭示了這種層狀生長(zhǎng)是通過(guò)螺型位錯(cuò)的逐步運(yùn)動(dòng)與扭折實(shí)現(xiàn)的；在800°C/10s^?1的變形條件下，發(fā)現(xiàn)α相內(nèi)產(chǎn)生了高密度的形變孿晶，不同的內(nèi)生孿晶類型進(jìn)一步引發(fā)了不同的α相斷裂模式（圖1）；在850°C/0.01s^?1的變形條件下發(fā)現(xiàn)并闡明了“選擇性擴(kuò)散”引發(fā)α相分離的組織演變機(jī)制；在900°C/10s^?1的變形條件下，原始α相內(nèi)產(chǎn)生了二次α相析出，通過(guò)TEM表征與分析揭示了這種特殊組織結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。

圖1 合金經(jīng)過(guò)800 °C/10 s^?1變形后α相內(nèi)生孿晶的透射電鏡圖像

圖2 不同變形條件下合金內(nèi)α相特殊組織結(jié)構(gòu)演變過(guò)程示意圖

圖3 合金在不同加工條件下的變形機(jī)制圖：(a) α相; (b) β相

本研究最終建立了合金在不同加工條件下的變形機(jī)制圖（圖3），這項(xiàng)工作拓展了對(duì)高強(qiáng)鈦合金變形機(jī)制的認(rèn)識(shí)與了解，并可為高強(qiáng)韌鈦合金精密熱加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)提供理論支持與借鑒。

本文章轉(zhuǎn)載來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，如有不妥，請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。