河南科大&电子科大&伊迪斯科文大学《Acta Materialia》：实现β钛合金强塑性同步提升！

本文针对生物医用β型钛合金存在的屈服强度低且强度与延展性难以兼顾的瓶颈问题，提出了一种氧驱动的双重纳米结构调控策略。研究通过在Ti-35Nb-9Zr-7Sn合金中引入微量（0.3 wt.%）间隙氧，成功在晶界处诱导形成约20纳米厚的面心立方（FCC）富氧纳米层，同时在晶内形成局部化学有序（LCO）结构。这一结构设计使合金在均质化和冷轧状态下均实现了屈服强度与延伸率的同步提升，例如均质化态的屈服强度从531 MPa提高至637 MPa，延伸率从37%提升至41%，且杨氏模量稳定在30-33 GPa，与人体骨骼良好匹配。研究结合先进表征与理论计算阐明，晶内LCO结构促使位错滑移模式转变，增强了应变硬化能力；而晶界FCC纳米层则促进了位错跨晶界滑移，共同解决了强度与塑性的倒置关系。该工作为开发高性能医用植入钛合金提供了新思路。