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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，负责具有众层级/状态第二相的析出，从而优化合金的力学本能。比如，高比强度钛合金首要通过扩散(β→α)相变变成的纳米尺寸α相举行加强。平淡来说，刃位错的平面应变/应力场导致单个α变体沿位错线长大，变成平行的α簇状构造。与此相反，螺位错的非平面应力/应变场促使分歧α变体沿位错线同时形核，变成具有孪生合连的三角形构造。假使分歧α变体之间存正在孪晶界，但α和β相之间的界面依然是半共格的，塑性变形时界面相容性较差，从而导致其强度-塑性的颠倒合连。一种较好的构造安排手腕是通过无扩散(β→α)相变引入α/β共格相界面，从而得到优良的界面应变相容性以供给大塑性。然而，这种政策依然面对两个离间：一方面是较大的β母相尺寸和固溶淬火历程中较少的形核位点导致钛合金中平淡变成微米尺寸马氏体，而α马氏体相界面加强适应经典的Hall-Petch合连，是以使得合金降服强度较低。另一方面是钛及其合金中的间隙原子致脆效应，是以苛肃局限氧(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)，这明明分歧于古板钢铁原料的间隙过饱和固溶体(间隙马氏体)AG九游会，所以本征强度低。结果上，热机器加工是工业临盆钛合金必不行少的工艺，能够引入多量的预先位错，从而为调剂最终微观构造中的马氏体层级/状态供给了前言。然而，因为BCC金属中位错特质的猛烈温度依赖性，高温热机器加工后β基体中预先位错首要是具有平面应力场的刃位错，这导致变成平行的α马氏体簇而不是孪晶马氏体。是以，怎么工程化修建纳米孪晶构造马氏体，并提升马氏体的本征强度，是获取高强-塑/韧性优良成婚钛合金面对的邦际性科学与手艺困难。

　　针对上述题目，西安交大金属原料强度邦度中心尝试室孙军院士和张金钰传授团队提出了一种违反直觉的安排政策，正在Ti-Cr-Zr-Al马氏体钛合金中蓄志掺杂间隙O(高达0.5wt.%)而不是避免它，假使用间隙原子-位错交互效力明显扭曲热机器加工预先引入刃位错的平面应力场，使其转动为非平面应力场，这促使众个马氏体变体沿富O的刃位错线同时形核，从而修建出间隙O加强的纳米孪晶α马氏体新型微观构造。更为主要的是，借助富O位错线原位相变变成的纳米孪晶马氏体能够招揽β基体中的氧原子来抑遏界面处的氧偏析，进而提升钛合金中的抗氧脆才干。是以，间隙原子-位错交互效力介导的间隙O纳米孪晶马氏体安排政策贯串了间隙加强、共格α¢/α¢孪晶界和共格α¢/β相界面的长处，从而使得该钛合金的归纳力学本能优于以前报道的钛合金。稀少是，该高氧钛合金具有超高的应变硬化才干，其比韧性高达800 MPa % g-1cm3，约为划一强度钛合金的10倍。别的，合金安排的初志充足思考了轮回经济的思念，即思考到海绵钛临盆(高能耗的克劳尔工艺)中的低等第海绵钛产物(约占海绵钛家当的5%-10%)、来自残钛接受历程中高氧含量的残存钛料或氧含量高的加工“废物”,均可行为当下钛合金的原料，从而带来宏伟的低重本钱空间。团队提出的政策浮现了一种优秀的安排规则，即通过把持位错特质，比如刃位错或螺位错及其应力场，可有用修建纳米孪晶构造，并为钛合金工业临盆安排低本钱、高本能的高氧耐受性钛合金供给了新的成睹。

　　图1. 基于O-位错交互效力变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构造

　　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本能与贸易Ti-6Al-4V合金、马氏体钛合金、高强钛合金、增材制作钛合金、(α+β)+O钛合金、β+O钛合金和粉末冶金+O钛合金的力学本能、比强度和比韧性对照

　　该探究收获以“Oxygen-dislocation interaction-mediated nanotwinned nanomartensites in ultra-strong and ductile titanium alloys”为题正在线宣告于Materials Today上。西安交通大学原料学院博士生张崇乐为论文第一作家，孙军院士和张金钰传授为论文联合通信作家，插足该管事的还席卷传授、李苏植传授、李娇高级工程师和李轩哲博士生。西安交通大学金属原料强度邦度中心尝试室是该管事的独一通信单元。该管事获得了邦度自然科学基金、陕西省青年立异团队项目等项方针联合资助。

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