深冷大应变纯钛

晶粒细至0.7μm

采用深冷大应变挤压加工制备的超细晶纯钛，兼具高硬度与高强度，可作为高性能钛材的直接来源。

Hao, Shu · Li, Songqing · Peixuan, Zhong · Chaojun, Zhang · Xingsheng, Hao · Zhuohan, Zhang · 邓文君

Journal of Materials Science 2024

参数信息

初始晶粒尺寸

31 μm

最终晶粒尺寸

0.70 μm

硬度

226.4 HV

屈服强度

518 MPa

位错密度

11.54 10^14 m^-2

晶粒尺寸预测最大误差

3.2 %

硬度预测最大误差

7.4 %

技术优势

单道次即可细化

在低温下进行大应变挤压加工，一道次就能将晶粒细化到亚微米级别，免去多道次加工。

低温抑制晶粒长大

低温环境抑制了加工过程中的动态回复和晶粒长大，使晶粒尺寸稳定保持在0.70 μm。

强度硬度双双提升

加工后屈服强度增至518 MPa、硬度增至226.4 HV，力学性能提升显著。

有限元模型可预测

建立的有限元模型可预测晶粒尺寸和硬度，最大误差仅3.2%和7.4%，方便工艺优化。

应用场景

• 高强度钛材：直接用于制造高负载钛部件，无需后续强化处理。
• 轻量化结构：高强超细晶钛薄片可替代较重合金，减重同时保持结构强度。
• 航空紧固件：加工出的高强度钛薄片适合制造轻量化航空紧固件。
• 耐磨涂层：超细晶结构提升硬度，用作耐磨涂层材料可延长零件寿命。
• 精密机加工：该过程本身就是一种高效精密机加工方法，同时获得超细晶切屑。