チタン（Ti）およびその合金は、高い比強度や耐食性などの優れた特性により、実用化に向けて広く注目されています。準安定 - チタン合金の機械的特性を改善するには、析出強化が最も効果的な方法です。 BCC マトリックス内の HCP 析出物のサイズ、形態、分布を調整することにより、転位の移動が / 界面を介して妨げられます。しかし、 と の相間の結晶構造、変形機構、および強度の違いにより、 / 界面での応力集中が高くなり、これが、二相チタン合金の歪みが徐々に局在化したり、微小亀裂や延性が著しく低下したりする原因となります。
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)、これらの新しいチタン合金は 1500 MPa を超える降伏強度を持っています。しかし、加工硬化能力が不十分で均一伸びが低いため（<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.
一般に、アルファ析出物の主な転位滑りモードは角柱状です。臨界分解せん断応力 (CRSS) がすべての滑りシステムの中で最も低いため、滑ります。ただし、この滑りシステムのみに依存すると、c- 軸の歪みに適応できず、テイラー・フォン・ミーゼスの基準を満たすこともできません。したがって、ピラミッド型を活性化する必要があります
この応力によって HCP から FCC への相転移が Zr、Hf、Ti 合金で観察されました。上記の発見に触発されて、この研究では、Ti-4.5Al-4.5Mo-7V-1.5Cr-1.5Zr (wt.%) 合金の層状マルチスケールアルファ析出物において順次活性化されるマルチ塑性機構 (SAPM と定義) を設計し、それによって良好な強度延性の相乗効果を達成しました。アルファ析出物の粒子サイズと形態を正確に制御することにより、マルチスケールおよびマルチ結晶性のアルファ析出物を含む 3 つのピークを持つチタン合金が調製されました。粒径に依存する変形メカニズムを利用することで、SAPM はマルチスケールのアルファ クリスタルで動作し、加えられた荷重に徐々に適応します。この戦略により、当社の 3 ピーク チタン合金は、1550/1614 MPa の高降伏/極限引張強度と約 8.7% の延性を有し、これまでに報告された高強度二相チタン合金を上回りました。
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