基於背靠背相變的橡膠金屬鈦合金優異性能的微觀機理

《基於背靠背相變的橡膠金屬鈦合金優異性能的微觀機理》是依託西安交通大學，由張建擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於背靠背相變的橡膠金屬鈦合金優異性能的微觀機理
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張建
• 依託單位：西安交通大學

項目摘要

橡膠金屬鈦合金的Invar、偽彈性以及低模量高強度等優異性能均被認為源於大平面缺陷新型塑性變形機制，但亦有研究卻表明其可能源於孿晶或位錯或應力誘發相變。申請人前期工作在淬火態橡膠金屬中發現了新型β--＞α”/a-ω背靠背相變並形成了納米層狀α”/a-ω複合相；結合理論計算發現的三相點亦證明了該相變的合理性並指出該領域的爭議可能源於橡膠金屬性能的成分敏感性。因此，橡膠金屬的優異性能可能完全來自上述背靠背相變，而非大平面缺陷。據此，本項目擬首先研究淬火態合金微觀組織的可回復性能，完善對該相變模式的理解；進而研究冷加工過程中合金相結構演化規律及其微觀機制，揭示橡膠金屬Invar等特性的微觀起源；最後通過研究冷加工後合金拉伸過程中顯微相組織演變和可回復性能規律及其與位錯和變形孿晶相互作用規律，揭示其低模量和超大偽彈性的物理起源以及相變增強微觀機制，為設計性能更加優異的類橡膠金屬鈦合金提供理論基礎。

結題摘要

橡膠金屬鈦合金的Invar、超彈性以及低模量高強度等優異性能均被認為源於大平面缺陷新型塑性變形機制。然而，申請人前期工作在淬火態橡膠金屬中發現了新型β--＞α”/a-ω背靠背相變並形成了納米層狀α”/a-ω複合相；結合理論計算發現的三相點亦證明了該相變的合理性並指出該領域的爭議可能源於橡膠金屬性能的成分敏感性。因此，橡膠金屬的優異性能可能完全來自上述背靠背相變，而非大平面缺陷。 基於這一發現，本項目研究並證明了淬火態合金微觀組織的可回復性能，完善對該相變模式的理解；進而研究冷加工過程中典型熱彈馬氏體相變及新型β--＞α”/a-ω背靠背相變合金中微觀結構演化規律。在冷變形後的典型馬氏體相變Ti-Ni基合金中發現了新型位錯致應變玻璃相變並進而發現具有新型短程有序（B19’）的位錯致應變玻璃相變，闡明位錯致應變玻璃相變中的大溫區超彈性的微觀機制。基於此，揭示了冷變形態橡膠金屬低模量、超大偽彈性和Invar特性的微觀起源。本項目的研究成果為設計性能更加優異的類橡膠金屬鈦合金提供理論基礎。