发布日期：2022-10-14 22:53:33
高比强度钛合金是实现节能减排以及轻量化的重要结构材料，可通过调节晶界(GBs)和异相界面(PBs)的密度和空间分布特征优化其宏观力学性能，例如调控钛合金中晶格不连续的α/β相界面结构与特性可显著提升合金的力学性能。对钛合金来说，除了扩散(β→α)相变外，还可以通过快速冷却条件下的无扩散位移转变(β→α')在钛合金中引入高密度PBs。
钛合金中的马氏体相变可以实现两个关键优势：一方面，通过快冷驱动相变（高温相的热稳定性降低）构建双相微观结构而产生界面硬化；另一方面，通过力致相变诱导硬化（室温相的机械稳定性降低），通常表现为较低的屈服强度，但较高的加工硬化能力和断裂延伸率，即相变诱导塑性效应。一般来说，马氏体强化符合经典的Hall-Petch关系，因此，人们期望在微观组织中设计纳米马氏体，以强化合金并维持合理的延展性，从而获得优异的力学性能。然而，由于钛合金中尺寸为几十甚至几百微米的较大β晶粒往往会形成微米级和亚微米级的马氏体片层，导致相界面密度低而屈服强度不高。因此，利用晶界工程(GBE)构建具有精细微观组织的高强韧钛合金仍然是一个挑战。
针对上述问题，西安交大金属材料强度国家重点实验室孙军院士团队提出了采用化学界面工程(CBE)制造纳米马氏体的新策略，不同于以往使用传统热机械加工方法的晶界工程。该研究成果以《层级纳米马氏体构造的低成本超高强塑钛合金》（Hierarchical nano-martensite-engineered a low-cost ultra-strong and ductile titanium alloy）为题日前发表于《自然-通讯》（Nature Communications）。
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