钛合金的巨大热膨胀和α-析出路径

zhongwei

      钛合金是航空航天和金属生物领域的主要结构材料。具有理想结构和功能特性的β-稳定钛合金是生物医学和工程应用领域多功能材料的代表。快速冷却后杨氏模量低于80GPa的合金成分为开发承重植入物应用的新型低模量合金提供了合适的起点。β-稳定化钛合金由于比强度高，已越来越多地用于各种航空航天领域，如机身和起落架。由于体心立方β相的热弹性马氏体相变为正交马氏体α''，该合金族也展示了形状记忆和超弹性行为。通过优化复杂的热机械加工路径可以控制显微组织参数尽而来控制这些合金的机械和功能性能。

相变随温度变化的概述

       近日，德国莱布尼兹固态与材料研究所，德累斯顿工业大学和伊利诺伊大学香槟分校的Matthias Bönisch教授(通讯作者)在Nat. Commun上发表了一篇题为“Giant thermal expansion and α-precipitation pathways in Ti-alloys”的文章。报道了加热过程中Ti-Nb合金在原位同步辐射衍射下的结构变化和相变。曾经报道过这些材料表现出各向异性热膨胀屈服，最大的线性膨胀系数为+ 163.9×10-6到-95.1×10-6℃-1。此外，研究人员描述了由扩散基正交结构介导的α相析出的两种途径，α″lean和α″iso。通过将晶格参数耦合到成分，两相通过排出Nb而转化成α。这些发现有可能促进Ti-Nb合金和β稳定化钛合金的新型微结构设计方法。