碳掺杂Ti60合金

1374 MPa与13.5%延伸率兼得

通过0.1 wt.%碳掺杂细化α₂析出相至约3.9 nm，同时激活锥面⟨c+a⟩滑移，突破了近α钛合金的强塑倒置关系。

Jiahao, Zhang · 王磊磊 · Longxiang, Sun · Tan, Chaolin · Mengyi, Cao · Shi, Bowen · 占小红

Acta Materialia 2026

参数信息

室温抗拉强度

1374 MPa

室温延伸率

13.5 %

600 °C抗拉强度

762 MPa

600 °C延伸率

19.8 %

α₂析出相尺寸

3.9 nm

技术优势

强度塑性兼得

碳细化α₂析出相并通过Orowan机制强化，同时激活锥面⟨c+a⟩滑移，使室温延伸率保持在13.5%。

高温性能稳定

600 °C下仍保持762 MPa强度和19.8%延伸率，适用于高温服役环境。

组织热稳定性好

激光增材制造的循环热作用通过动态溶解-再析出稳定了细小的α₂析出相。

应用场景

• 航空发动机高温部件：制造600 °C下仍保持高强塑性的涡轮部件，替代传统锻造钛合金。
• 高超声速飞行器结构：打印轻质耐高温结构，利用增材制造实现复杂流道一体化成形。
• 钛合金增材制造：通过间隙碳掺杂，在激光增材制造过程中直接调控α₂析出相。
• 工业燃气轮机：制造600 °C级燃气轮机热端部件，提高热效率并延长寿命。