异质钛合金

高强高塑协同

该合金通过微米初生α和纳米次生α析出物的多尺度异质结构，突破钛合金强度与塑性的倒置关系，为高性能钛合金制备提供新路径。

Jia, Yandi · Su, Huhu · Cao, Shuo · 施荣沛 · 马英杰 · Wang, Qian · Huang, Sensen · Zhang, Ruixue · Hu, Qing Miao · Zheng, Yufeng · Zheng, Shijian · 雷家峰 · 杨锐

Acta Materialia 2024

技术优势

同时提高强度和塑性

多尺度异质 α 析出物（微米初生 α 和纳米次生 α）分别承担不同的变形机制，例如微米 α 提供塑性，纳米 α 强化基体，从而实现高强高塑协同。

策略适用范围拓宽到双相钛合金

原本只在亚稳 β 钛合金中可行的 ω 辅助 α 形核机制，现在通过设计成分和热处理路线成功应用于 α/β 钛合金，使更多常用合金可受益。

可控获得纳米级析出物

通过两步时效处理，利用等温 ω 颗粒辅助 αs 形核，能够精确控制次生 α 片层在纳米尺度，从而调控力学性能。

应用场景

• 航空钛合金：可用作航空发动机或机身结构件，在不增重的前提下提升强度和损伤容限。
• 航空航天结构材料：替代传统均匀组织钛合金，在关键承力部位实现更好的强塑性匹配。
• 生物医用钛合金：用于骨科植入物或牙科修复体，通过异质组织提高疲劳强度并保持足够塑性。
• 高性能结构件：适用于对强度和韧性均有严苛要求的机械部件，如紧固件或起落架零件。