金属学报

作者：戴进财, 闵小华, 辛社伟, 刘凤金

单位：1 大连理工大学 材料科学与工程学院 大连 116024；2 西北有色金属研究院 西安 710016

关键词：β型钛合金,超低温,｛332｝<113>孪生,O含量,微观组织,断口形貌,力学性能,

基金：国家自然科学基金项目(52071051);西安市高性能钛合金材料重点实验室(重点);(Key) Foundation of Xi'an Key Laboratory of High-Performance Titanium Alloy

O元素会影响亚稳β型钛合金的塑性变形方式，从而影响合金的低温力学性能。利用HRTEM、FIB、EBSD、SEM、OM和配备了低温系统的电子万能试验机等研究了2种不同O含量(0.2%和0.4%，质量分数)的β型Ti-15Mo合金(分别命名为0.2O和0.4O合金)在20 K下的拉伸力学性能。结果表明，20 K下，0.2O合金具有较好的抗拉强度(1825 MPa)和延伸率(7.5%)匹配，呈现典型的微孔聚集型断裂特征；而0.4O合金具有高的抗拉强度(1973 MPa)，但延伸率较低(1.5%)，呈现典型的解理断裂特征。2者超低温力学性能的差异主要取决于O含量对{332}<113>孪晶形成的影响，前者中形成了大量孪晶，而后者仅在断口附近产生了少量孪晶。0.2O合金高的强度归因于{332}<113>孪生的临界分切应力大幅提高，而较高的延伸率则是因为大量孪晶的产生阻碍了局部塑性变形。此外，该合金的拉伸曲线呈现典型的锯齿状特征，并且拉伸试样出现了多处缩颈。缩颈区域产生的孪晶阻碍了局部塑性变形的进行，进一步提高了强塑性匹配。因此，有效利用间隙元素O能够调控亚稳β型钛合金的超低温力学性能。

来源：2025年第2期

《金属学报》期刊编辑部

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