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中國鐵合金網：近日，材料科學與工程學院陳瑞潤教授團隊在新型全片層團鈦鋁合金的研制方面取得重要進展。研究成果以《具有高密度位錯和納米孿晶的新型全片層團合金展現出超高強度和塑性》（A novel full lamellar colony〔β1+γ〕microstructure of Ti46Al5NbxFe alloys with high-density dislocations and nanotwins exhibited ultra-high strength and plasticity properties）為題發(fā)表在《材料學報》（Acta Materialia）上。該成果為下一代輕質航空航天材料的開發(fā)提供新思路。

TiAl合金，因其低密度、優(yōu)異的抗氧化和抗蠕變性能，被稱為實現結構輕量化與滿足高溫工作需求的“潛力股”。然而，其固有的室溫塑性差、熱加工性能欠佳等問題長期制約其廣泛應用。如何在不犧牲高溫性能的前提下，大幅提升其室溫塑性，成為亟待攻克的關鍵難題。

針對該難題，團隊通過添加鐵，在TiAl合金中具有高密度位錯和納米孿晶的新型類珠光體結構（β1+γ），有效提高強度和塑性。隨著鐵含量的增加，合金在α2/γ相界面處形成富鐵的β1相，并逐漸取代α2相。α2/γ界面上的位錯和界面能為β1相提供成核位點，當鐵含量達到2.0%時形成的過飽和結構引起的化學非平衡為β1相的生長提供驅動力。當鐵含量為2.8%時，室溫下的抗壓強度和應變分別達到2925 MPa和36.8%。該合金在950℃下表現出97%的超高拉伸應變，這源于織構弱化、多種滑移系統(tǒng)的激活以及以動態(tài)回復和再結晶為主導的連續(xù)軟化之間的有效協(xié)同作用。在合金受力變形過程中，γ/β1界面和孿晶邊界誘導的高密度層錯（SF）和超細變形納米孿晶逐漸形成，促進形成3D納米孿晶網絡。3D納米孿晶網絡固有的可重復性使其成為存儲高密度位錯的可持續(xù)來源。這種特殊的類珠光體結構（LPM），以及由SF和納米孿晶介導的塑性變形和高密度位錯，為TiAl合金在塑性成形領域奠定了實驗和理論基礎。

來源：哈爾濱工業(yè)大學新聞網

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