哈工大《JMST》通过纳米孪晶的形成实现铸态钛合金的超高强度和韧性

背景：铸态钛合金因其高层错能（SFE）导致在次生α（αs）相中难以形成纳米孪晶（NTs），而NTs是提升材料强度与韧性的有效手段。研究目的：本研究通过调控Mo含量，精确调节合金的SFE和相变应力，首次在Ti-7.5Mo-4Al-4Zr-3Nb-2Cr-1Fe铸态合金的αs相中引入平均宽度约为21 nm、体积分数为7.4%的透镜状纳米孪晶。结论：Mo掺杂降低了α相的广义层错能，促进位错解离并降低孪晶形核的临界应力；β→αs相变产生的局部高内应力为孪晶生长提供动力学驱动力，同时Mo偏析、晶格失配等因素协同促进NT形成。该合金最终实现了1358 MPa的超高拉伸强度和84 MPa·m1/2的断裂韧性，为开发高性能铸态钛合金提供了新策略。