钴微合金化实现Ti-15Zr合金的显微结构优化与强塑性协同提升

本文系统研究了经典Ti-44Al-8Nb-0.1B合金在无应力、单向应力及多向应力热处理条件下亚稳α2相的演变规律，揭示了空位促进α2→γ循环相变机制，首次发现应力热处理中B2相含量随应力维度增加而升高的现象，阐明了法向应力抑制、剪切应力促进B2相析出的协同作用机制，为钛铝基合金（TiAl-based alloys）的显微组织调控提供了新思路。

　　

亮点

• 原始亚稳α₂相在800^°C会经历α₂→亚稳γ→α₂循环相变，最终形成稳定γ相。该过程中空位显著加速元素扩散，促进Ti/Al/Nb原子的协同迁移。

• 单向/双向/三向应力热处理条件下，B2相含量分别达4.7%、7.3%和9.1%，证实应力维度增加会促进B2相析出。

结论

1. 法向应力通过促进高密度α₂/γ相转变抑制B2相析出，而剪切应力通过驱动位错运动导致晶界处位错堆积——这些位错会基于吉布斯自由能效应（Gibbs free energy）富集Nb元素，从而为B2相析出创造有利条件。

2. 多向应力场中，剪切应力主导的位错增殖机制与法向应力诱导的相变选择存在动态竞争，这种竞争关系可通过调整应力维度实现显微组织精准调控。

作者贡献声明

张书林（通讯作者）负责研究构思与数据分析，常艺元完成论文撰写与实验验证，李广龙等提供资源支持。研究获国家重点实验室开放课题（CAT2023-008）和辽宁省科技重大专项（2024JH1/11700035）资助。