中国科学院金属研究所等

研究团队制备出超塑性钛合金

中国科学院金属研究所研究员杨柯、任玲团队与澳大利亚皇家墨尔本理工大学教授邱冬团队合作，在前期开发的高性能双相核壳纳米结构Ti₆Al₄V₅Cu合金基础之上，设计并制备了具有多相纳米网状结构的新型钛合金。日前，相关研究成果在线发表于《国际塑性》，中国科学院金属研究所助理研究员王海是论文第一作者。

据了解，超塑性成型技术有望解决复杂构件的成型问题，在航空航天等重要领域中有着广阔的应用前景。然而，目前多数金属超塑性成型的温度较高且应变速率极为缓慢，这不仅增大了超塑性成型的能耗与时间，还使成型后的材料表面发生了严重的氧化，制约了该技术的广泛应用。

研究团队研制的新型钛合金利用基体中的纳米β网促进微纳米晶α晶粒间的滑移与倾转，并利用沿α/β相界钉扎的纳米Ti₂Cu相提高该纳米网状结构的稳定性，全面提升材料的超塑性变形能力。这一组织设计使材料的超塑性变形温度较Ti₆Al₄V合金下降了约250℃，在750℃和应变速率高达1s^-1的条件下，可以获得超过900%的延伸率，意味着该材料超塑性变形的应变速率较现有材料提高了2~4个数量级。

在超塑性变形后，多相纳米网状结构的新型钛合金组织不会粗化长大，解决了材料超塑性变形能力与组织热稳定性之间的固有矛盾，这对于推动超塑性成型技术的发展具有重要的意义。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2023.103694