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與傳統Ti-6Al-4V合金鑄態相比，新型(α + β)鈦合金Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe (wt%)
的晶粒尺寸和α板條厚度大幅分別細化了50 %和75%，屈服強度和塑性分別提高了約20%和52%。合金化通過調整合金的過冷能力來實現晶粒細化。此外，Cr和Fe的合金化顯著降低了α板條厚度。這種具有良好力學性能的低成本鈦合金預計將適用于各種鑄造應用場景。
 圖文導讀：
圖1 （a）~（d）Ti-X (Al, V, Fe, Cr)二元相圖；(e)計算Ti-6Al-4V和Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe合金的生長限制因子Q; (f) Ti-6Al-4V和(g) Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe合金的顯微組織圖




圖2  (a)鑄態Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe(紅色)和Ti-6Al-4V(藍色)合金的x射線衍射圖；利用CALPHAD方法計算得到的相體積分數隨著溫度變化的規律，(b) Ti-6Al-4V和(c) Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe；掃描電子顯微鏡(SEM)圖像顯示了鑄態(d) Ti-6Al-4V和(e) Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe合金的全片層組織的析出相形貌。


圖3 (a)鑄態Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe(紅色)、Ti-6Al-4V(藍色)、Ti-6Al-4Cr(灰色)和Ti-6Al-4Fe(黃色)合金的工程應力-應變曲線。(b)理論計算得到的與Ti-6Al-4V相比，Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe在成分優化過程中屈服強度增加的來源示意圖。PS:組織細化帶來的強化效應;GR:晶粒細化帶來的Hall-Petch效應;SS:固溶強化效應

圖4 鑄態(a) Ti-6Al-4V和(b) Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe合金的斷口形貌，更高放大率的斷口顯示了鑄態(c) Ti-6Al-4V和(d) Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe合金的不同韌窩形態。