《TiNb系亞穩β鈦合金α及ω相變的表面效應研究》是依託北京航空航天大學，由趙新青擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：TiNb系亞穩β鈦合金α及ω相變的表面效應研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：趙新青
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鑒於α馬氏體和ω相對亞穩β鈦合金功能特性及力學性能的重要作用，α及ω相的形成、演化及其與力學行為的關係一直是先進鈦合金和固體物理領域的關鍵科學問題。我們近期的實驗研究表明，亞穩β鈦合金的α馬氏體相變及ω相變具有顯著的表面效應，α馬氏體相變只發生在合金表層而非內部，同時α相形成與ω相析出具有高度相關性。闡明該表面效應的物理機制以及α相變與ω相變的相關性，將深化亞穩β鈦合金中的固態相變學術研究。本項目擬以TiNb系亞穩β鈦合金為對象，深入研究合金的結構穩定性、冷卻速率和表面應力等因素對α及ω相變表面效應的影響規律，闡明表面效應的物理機制以及α相變與ω相變的相關性；利用α馬氏體相變的表面效應，製備具有不同穩定性的單一β相亞穩β鈦合金，分析表徵結構穩定性與力學行為的關係，揭示應力誘發α馬氏體相變與合金力學行為的相互作用機制，為新型亞穩β鈦合金的設計和研發提供技術支持。
結題摘要
亞穩β鈦合金是當前先進鈦合金和和生物醫用材料的前沿領域，深入理解合金的結構穩定性與力學行為的關係，對高性能亞穩β鈦合金的設計研發具有重要的工程意義。本項目依據研究計畫，全面完成了項目提出的研究內容，並取得了具有較高學術價值的研究成果。製備了具有不同β穩定性的TiNb 系(TiNb、TiNbZr 和TiNbSn)亞穩β鈦合金，通過深入研究結構穩定性對相變表面效應的影響，建立了合金的 α″ 馬氏體相變與ω相變之間的相互作用關係；結合亞穩β鈦合金馬氏體熱力學和動力學，探討了 α″ 馬氏體相變及ω相變表面效應與合金β穩定性和冷卻速率的關係，闡明了應力作用對 α″ 及ω相變表面效應及其演化的影響，揭示了亞穩β鈦合金 α″ 馬氏體相變表面效應的物理機制；通過研究結構穩定性與 α″ 馬氏體相變及力學行為的關聯性，揭示了Ti-Nb系亞穩β鈦合金呈現超低彈性模量的物理機制，即：該類合金的超低彈性模量與該類合金反常低的剪下模量C44有關，從而闡明了亞穩β鈦合金馬氏體相變表面效應及力學行為(超低彈性模量)的機理。本項目的研究結果深化了亞穩β鈦合金的固態相變研究，有助於理解亞穩β鈦合金結構穩定性與力學行為的關係，對新型亞穩β鈦合金的設計和研發具有參考價值。
