Gli *Acta Materialia* dell'Università di Xi'an Jiaotong descrivono un carico di snervamento di 1550 MPa e un allungamento dell'8,7% in una lega di titanio a doppia fase-stratificata! Questo studio indaga l'attivazione sequenziale di un meccanismo di multi-deformazione in questa lega.

Il titanio (Ti) e le sue leghe hanno ricevuto ampia attenzione nelle applicazioni pratiche grazie alle loro eccellenti proprietà come elevata resistenza specifica e resistenza alla corrosione. Per migliorare le proprietà meccaniche delle leghe di titanio - metastabili, il rafforzamento mediante precipitazione è il metodo più efficace. Regolando la dimensione, la morfologia e la distribuzione dei precipitati HCP nella matrice BCC, il movimento della dislocazione viene ostacolato attraverso l'interfaccia /. Tuttavia, le differenze nella struttura cristallina, nel meccanismo di deformazione e nella resistenza tra le fasi e portano ad un'elevata concentrazione di stress sull'interfaccia /, che è la ragione della graduale localizzazione delle deformazioni o della grave diminuzione delle microfessure e della duttilità delle leghe di titanio bifasiche.

To address the aforementioned issues, three new strategies have recently been proposed. Firstly, activate various plastic mechanisms of the β phase during the plastic deformation process. For example, the activation sequence of the deformation mechanism of the β matrix from dislocation slip to phase transition is regulated by the precipitation of three functional groups α, thereby enhancing the ductility of the alloy. Secondly, constructing unique heterostructures to alleviate interfacial strain incompatibility, thereby achieving the strain distribution/gradient required for uniform plastic deformation. We have also developed layered structures with multi-scale alpha precipitates in biphasic titanium alloys to reduce stress concentration at the alpha/beta interface and improve ductility Thirdly, utilizing the interstitial O/N elements to refine and strengthen the alpha precipitate, thereby reducing the strength difference between the alpha and beta phases. However, the above three strategies rarely regulate the inherent deformation mechanism of low crystal symmetry alpha precipitates, and the independent slip systems of these precipitates are quite limited. Compared with the reported high-strength duplex titanium alloys (yield strength>1100 MPa), queste nuove leghe di titanio hanno un carico di snervamento superiore a 1500 MPa. Tuttavia, a causa dell’insufficiente capacità di incrudimento e del minore allungamento uniforme (<3%), these high-strength duplex titanium alloys still provide a balance between strength and ductility. The key to overcoming this dilemma lies in activating multiple plastic mechanisms of the alpha phase to alleviate strain incompatibility between the alpha and beta phases, improve work hardening rate (WHR), and achieve uniform elongation.

In generale, la principale modalità di scorrimento delle dislocazioni nei precipitati alfa è prismaticascorrimento, poiché il suo stress di taglio critico risolto (CRSS) è il più basso tra tutti i sistemi di scorrimento. Tuttavia, basarsi esclusivamente su questo sistema di scorrimento non può adattarsi alla deformazione dell'asse c-, né può soddisfare il criterio di Taylor von Mises. Pertanto, è necessario attivare la forma piramidaleslip, deformation twinning, or phase transition. Unfortunately, due to the different CRSS, these mechanisms are difficult to activate simultaneously, attributed to the inherent high stacking fault energy (SFE,>300 mJ/m2 alfa Ti puro) e forti effetti granulometrici. Studi recenti hanno dimostrato che è possibile regolare il rapporto c/a attraverso la lega Sn/Al e trasformare la modalità di scorrimento principale da prismaticaa piramidale. Allo stesso tempo, la lega di Al riduce significativamente l’SFE del Ti, promuove il gemellaggio delle deformazioni e persino la transizione da HCP a FCC.

Questa transizione di fase da HCP a FCC guidata dallo stress è stata osservata nelle leghe Zr, Hf e Ti. Ispirandoci ai risultati di cui sopra, in questo lavoro, abbiamo progettato un meccanismo multiplasticità attivato sequenzialmente (definito come SAPM) nei precipitati alfa multiscala stratificati della lega Ti-4.5Al-4.5Mo-7V-1.5Cr-1.5Zr (in peso%), ottenendo così un buon effetto sinergico di duttilità di resistenza. Controllando con precisione la dimensione delle particelle e la morfologia dei precipitati alfa, è stata preparata una lega di titanio a tre picchi con precipitati alfa multiscala e multicristallini. Utilizzando il meccanismo di deformazione dipendente dalla dimensione del grano, SAPM opera in cristalli alfa multiscala per adattarsi gradualmente al carico applicato. Questa strategia fa sì che la nostra lega di titanio a tre picchi abbia un elevato snervamento/carico di rottura di 1550/1614 MPa e una duttilità di circa l'8,7%, superando le leghe di titanio duplex ad alta resistenza precedentemente riportate.

E-mail:bjcxtitanium@gmail.com       

               cxtitanium@outlook.com

Whatsapp:+8613571718779