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　　晶体缺陷如位错，除了行为塑性载体，还可行为有用的形核位点，局限具有众层级/样式第二相的析出，从而优化合金的力学机能。比如，高比强度钛合金紧要通过扩散(β→α)相变酿成的纳米尺寸α相举办加强。平时来说，刃位错的平面应变/应力场导致单个α变体沿位错线长大，酿成平行的α簇状组织。与此相反，螺位错的非平面应力/应变场推进分别α变体沿位错线同时形核，酿成具有孪生相合的三角形组织。只管分别α变体之间存正在孪晶界，但α和β相之间的界面还是是半共格的，塑性变形时界面相容性较差，从而导致其强度-塑性的颠倒相合。一种较好的组织计划法子是通过无扩散(β→α)相变引入α/β共格相界面kb官网，从而得到优秀的界面应变相容性以供应大塑性。然而，这种政策还是面对两个挑衅：一方面是较大的β母相尺寸和固溶淬火进程中较少的形核位点导致钛合金中平时酿成微米尺寸马氏体，而α马氏体相界面加强契合经典的Hall-Petch相合，所以使得合金屈膝强度较低。另一方面是钛及其合金中的间隙原子致脆效应，所以正经限定氧(O)等间隙原子的含量，其马氏体是置换式的过饱和固溶体(置换马氏体)，这光鲜分别于古代钢铁资料的间隙过饱和固溶体(间隙马氏体)，于是本征强度低。本相上，热刻板加工是工业临蓐钛合金必不行少的工艺，可能引入巨额的预先位错，从而为治疗最终微观组织中的马氏体层级/样式供应了序言。然而，因为BCC金属中位错特色的激烈温度依赖性，高温热刻板加工后β基体中预先位错紧要是具有平面应力场的刃位错，这导致酿成平行的α马氏体簇而不是孪晶马氏体。所以，怎样工程化修筑纳米孪晶组织马氏体，并抬高马氏体的本征强度，是获取高强-塑/韧性优秀成亲钛合金面对的邦际性科学与时间困难。

　　针对上述题目，西安交大金属资料强度邦度要点实践室孙军院士和张金钰教养团队提出了一种违反直觉的计划政策，正在Ti-Cr-Zr-Al马氏体钛合金中用意掺杂间隙O(高达0.5wt.%)而不是避免它，即欺骗间隙原子-位错交互用意明显扭曲热刻板加工预先引入刃位错的平面应力场，使其调动为非平面应力场，这促使众个马氏体变体沿富O的刃位错线同时形核，从而修筑出间隙O加强的纳米孪晶α马氏体新型微观组织。更为主要的是，借助富O位错线原位相变酿成的纳米孪晶马氏体可能招揽β基体中的氧原子来抵制界面处的氧偏析，进而抬高钛合金中的抗氧脆才能。所以，间隙原子-位错交互用意介导的间隙O纳米孪晶马氏体计划政策勾结了间隙加强、共格α¢/α¢孪晶界和共格α¢/β相界面的所长，从而使得该钛合金的归纳力学机能优于以前报道的钛合金。更加是，该高氧钛合金具有超高的应变硬化才能，其比韧性高达800 MPa % g-1cm3，约为一概强度钛合金的10倍。另外，合金计划的初志充塞探求了轮回经济的思思，即探求到海绵钛临蓐(高能耗的克劳尔工艺)中的低品级海绵钛产物(约占海绵钛财产的5%-10%)、来自残钛接管进程中高氧含量的糟粕钛料或氧含量高的加工“废物”,均可行为当下钛合金的原料，从而带来宏大的消浸本钱空间。团队提出的政策揭示了一种进步的计划准绳，即通过掌管位错特色，比如刃位错或螺位错及其应力场，可有用修筑纳米孪晶组织，并为钛合金工业临蓐计划低本钱、高机能的高氧耐受性钛合金供应了新的主睹。

　　图1. 基于O-位错交互用意酿成的纳米孪晶马氏体Ti-2.8Cr-4.5Zr-5.2Al合金的分子动力学模仿和相应的微观组织

　　图2. 间隙氧加强的纳米孪晶马氏体Ti-2.8Cr-4.5Zr-5.2Al合金水冷后的室温力学机能与贸易Ti-6Al-4V合金、马氏体钛合金、高强钛合金、增材成立钛合金、(α+β)+O钛合金、β+O钛合金和粉末冶金+O钛合金的力学机能、比强度和比韧性对照

　　该筹议效果以“Oxygen-dislocation interaction-mediated nanotwinned nanomartensites in ultra-strong and ductile titanium alloys”为题正在线宣告于Materials Today上。西安交通大学资料学院博士生张崇乐为论文第一作家，孙军院士和张金钰教养为论文协同通信作家，参预该办事的还席卷教养、李苏植教养、李娇高级工程师和李轩哲博士生。西安交通大学金属资料强度邦度要点实践室是该办事的独一通信单元。该办事取得了邦度自然科学基金、陕西省青年改进团队项目等项宗旨协同资助。

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