Ti-4Cu非均质合金

强度塑性同优

通过电弧增材制造引入α’马氏体与共析组织间的3.4 GPa硬度差，触发异质变形诱导强化，实现高强度与良好塑性的协同。

Zheng, Zhendan · Jiaming, Chen · Peng, Yu · Pengfei, Tian · Haijie, Wang · 武少杰 · 程方杰

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2025

参数信息

屈服强度

971 MPa

断后伸长率

11.6 %

硬度差（α’与共析组织）

3.4 GPa

几何必要位错增殖

3.45 ×10¹⁵ m⁻²

HDI强化贡献

330 MPa

技术优势

强度塑性双高

通过异质变形诱导强化，屈服强度达971 MPa，同时断后伸长率保持11.6%。

大硬度差异质结构

α’与共析组织之间3.4 GPa的硬度差触发显著的异质变形行为，促进几何必要位错增殖。

裂纹扩展受阻

非均质结构使主裂纹扩展路径曲折，缓解应变集中，提升韧性。

应用场景

• 增材制造钛合金：验证电弧增材Ti-Cu合金的异质结构设计，替代传统均质组织。
• 高强韧钛合金：提供同时提升强度与塑性的非均质结构方案。
• 航空结构件：增材制造高性能钛合金构件，满足航空轻量化与安全需求。
• 机械结构材料：作为结构材料，利用HDI强化机制提高承载能力。