北理工《Nature》子刊：强化-亚稳协同新机制！实现增材制造钛合金超高加工硬化

背景：增材制造技术为复杂钛合金零件提供了巨大设计自由度，但传统增材制造钛合金在屈服强度超过1 GPa时，会出现加工硬化率（通常低于2 GPa）和均匀延伸率（低于5%）灾难性降低的问题，限制了其结构应用。研究目的：本研究旨在通过增材制造实现一种“强化-亚稳协同”策略，以CoCrNi作为强稳定剂，在保持高屈服强度的同时，显著提升钛合金的加工硬化和均匀延展性。结论：通过精心设计成分（Ti-6Al-4V + 5 wt.% CoCrNi）并利用增材制造的非平衡凝固特性，成功触发了一种完整的两步马氏体相变（β→β/α'→α'/α'孪晶），形成了分级互孪晶组织。该独特机制使合金在保持1030 MPa屈服强度的同时，实现了创纪录的5.7 GPa加工硬化率和9.3%均匀延伸率。该研究为开发高性能、可持续的金属结构材料提供了通用框架。