金属所等在超塑性钛合金研究中获进展

       超塑性成型技术有望解决复杂构件的成型问题，颇具应用前景。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，这增大了超塑性成型的能耗与时间，并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。 

中国科学院金属研究所杨柯、任玲研究团队，与澳大利亚皇家墨尔本理工大学邱冬研究团队合作，在前期开发的高性能双相核壳纳米结构Ti₆Al₄V₅Cu合金基础上，设计并制备了具有多相纳米网状结构的新型钛合金（图1）。它利用基体中的纳米β网促进微纳米晶晶粒间的滑移与倾转，并利用沿/β相界钉扎的纳米Ti₂Cu相提高该纳米网状结构的稳定性（图2），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合金下降约250℃，在750℃和应变速率高达1 s^-1的条件下，可获得超过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（图3）。在超塑性变形后，多相纳米网状结构钛合金的组织不会粗化长大，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（图4），对于推动超塑性成型技术的发展具有重要意义。 

相关研究成果以Extraordinary superplasticity at low homologous temperature and high strain rate enabled by a multiphase nanocrystalline network为题，在线发表在《国际塑性》（International Journal of Plasticity）上。研究工作得到国家重点研发计划、辽宁省自然科学基金面上项目和金属所创新基金项目的支持。 

消息来源：中国科学院官网