O titânio (Ti) e suas ligas têm recebido ampla atenção em aplicações práticas devido às suas excelentes propriedades, como alta resistência específica e resistência à corrosão. A fim de melhorar as propriedades mecânicas das ligas de titânio - metaestáveis, o fortalecimento por precipitação é o método mais eficaz. Ao ajustar o tamanho, a morfologia e a distribuição dos precipitados de HCP na matriz do CBC, o movimento de deslocamento é dificultado através da interface /. No entanto, as diferenças na estrutura cristalina, mecanismo de deformação e resistência entre as fases e levam a alta concentração de tensão na interface /, que é a razão para a localização gradual da deformação ou diminuição severa nas microfissuras e na ductilidade das ligas bifásicas de titânio.
To address the aforementioned issues, three new strategies have recently been proposed. Firstly, activate various plastic mechanisms of the β phase during the plastic deformation process. For example, the activation sequence of the deformation mechanism of the β matrix from dislocation slip to phase transition is regulated by the precipitation of three functional groups α, thereby enhancing the ductility of the alloy. Secondly, constructing unique heterostructures to alleviate interfacial strain incompatibility, thereby achieving the strain distribution/gradient required for uniform plastic deformation. We have also developed layered structures with multi-scale alpha precipitates in biphasic titanium alloys to reduce stress concentration at the alpha/beta interface and improve ductility Thirdly, utilizing the interstitial O/N elements to refine and strengthen the alpha precipitate, thereby reducing the strength difference between the alpha and beta phases. However, the above three strategies rarely regulate the inherent deformation mechanism of low crystal symmetry alpha precipitates, and the independent slip systems of these precipitates are quite limited. Compared with the reported high-strength duplex titanium alloys (yield strength>1100 MPa), estas novas ligas de titânio têm um limite de escoamento superior a 1500 MPa. No entanto, devido à insuficiente capacidade de endurecimento e menor alongamento uniforme (<3%), these high-strength duplex titanium alloys still provide a balance between strength and ductility. The key to overcoming this dilemma lies in activating multiple plastic mechanisms of the alpha phase to alleviate strain incompatibility between the alpha and beta phases, improve work hardening rate (WHR), and achieve uniform elongation.
De modo geral, o principal modo de deslizamento das discordâncias em precipitados alfa é prismáticodeslizamento, já que sua tensão de cisalhamento crítica resolvida (CRSS) é a mais baixa entre todos os sistemas de deslizamento. No entanto, confiar apenas neste sistema de deslizamento não pode se adaptar à deformação do eixo c-, nem pode atender ao critério de Taylor von Mises. Portanto, é necessário ativar o formato piramidal
Esta transição de fase de HCP para FCC impulsionada por tensão foi observada em ligas de Zr, Hf e Ti. Inspirados pelas descobertas acima, neste trabalho, projetamos um mecanismo de multiplasticidade sequencialmente ativado (definido como SAPM) nos precipitados alfa multiescala em camadas da liga Ti-4,5Al-4,5Mo-7V-1,5Cr-1,5Zr (% em peso), alcançando assim um efeito sinérgico de ductilidade de boa resistência. Controlando precisamente o tamanho das partículas e a morfologia dos precipitados alfa, foi preparada uma liga de titânio de três picos com precipitados alfa multiescala e multicristalinos. Ao utilizar o mecanismo de deformação dependente do tamanho do grão, o SAPM opera em cristais alfa multiescala para se adaptar gradualmente à carga aplicada. Esta estratégia resulta em nossa liga de titânio de três picos com alto rendimento/resistência à tração final de 1550/1614 MPa e uma ductilidade de aproximadamente 8,7%, superando as ligas de titânio duplex de alta resistência relatadas anteriormente.
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