鈦合金共格孿晶邊界中溶質(zhì)偏析引起的異常沉淀

針對制備鈦合金的力學性能較差，許多學者試圖研究α′馬氏體分解與力學性能之間的關(guān)系。然而對α′分解機制和β 形成機制在原子尺度上的研究相對較少。日前，來自中南大學等單位的研究人員發(fā)現(xiàn)α′馬氏體中的β 相在Mo 分離的全相干CTBs上不均勻析出，與α′形成不尋常的Potter OR。相關(guān)論文以Unusual precipitation induced by solute segregation in coherent twin boundary in titanium alloys為題發(fā)表在Acta Materialia上。

對FFT 的仔細分析表明，β 析出相與α′馬氏體及其相變孿晶之間為（01-1）β//（10-11）α′/T 和[-111]β// [1-210]α′/T，也稱為Potter OR，與傳統(tǒng)上認為β 相的非均勻析出不同，Mo 是一種典型的β 穩(wěn)定元素，它有很強的向β 相分配的傾向。β 析出相的形成會吸引Mo 原子，在析出相周圍形成一個Mo 耗竭區(qū)。在該析出相的上方和下方有一條連接CTB 的直線，證明β 析出相恰好在孿晶邊界的相干區(qū)域（即CTB）上形成。

在Ti-4%Mo（質(zhì)量分數(shù)）合金α′馬氏體中觀察到Mo 偏析CTBs 上β相的不均勻析出。在CTB上形成的β 析出相與馬氏體及其相變孿晶均具有Potter OR。它的析出是由CTB 中每個壓縮位點周圍的特定結(jié)構(gòu)和CTB 中的Mo 偏析引起的。Mo 在CTB 中的偏析導致分離的原子列發(fā)生了不尋常的平面外位移，這不僅使中間結(jié)構(gòu)與β 相幾乎相同，而且提供了β 相析出所需的高Mo 濃度。計算結(jié)果表明，具有Mo 偏析的CTB 上形成的β 在能量上是有利的。