導讀
文中詳細揭示了等溫壓縮條件下TiAl合金中B2相的球化行為。結果表明，在1 000 ℃-80%-0.01 s-1條件下，由于變形存儲能量不足，大多數B2相随γ片彎曲和扭轉而非球化，而降低溫度和增加應變能進一步促進B2相球化。球化的B2相避免了傳統B2相對TiAl基體的割裂，為降低TiAl合金中B2相的負面影響和開發先進的TiAl合金提供了新途徑。
加入β穩定元素後，TiAl合金的凝固組織中不可避免地會出現B2相。這種有序相的過度析出加劇了應力集中，降低TiAl合金的塑性。已有研究表明，通過降低β穩定元素的含量可以得到無B2相的TiAl合金，但其熱加工性能受到限制。B2相在低溫下難以溶解，而高溫則不利于獲得細小的片層。是以，在保留B2相的同時避免其對基體的不利影響仍然具有挑戰性。
促進B2相的球化轉變是一種巧妙地減少片層組織被割裂的方法，進而優化TiAl合金的熱加工性和力學性能，這需要探索新型微觀結構的形成機制。高應變量等溫壓縮已被證明可以有效改善微觀組織。
近日，哈爾濱工業大學陳瑞潤教授團隊成功制備了超細晶粒微觀結構和納米球形B2相，并創新性地揭示了B2相在1 000 ℃-80%-0.01 s-1條件下的球化機理。研究結果以題為“Synergistic effect of twin consumption within lamellae and slip system activation at grain boundary on the formation of nano-spherical B2 phase”發表于期刊《Scripta Materialia》。
該文獲得了國家自然科學基金資助項目(U21A2042)、國家自然基金青年基金項目(52101038)、黑龍江省博士後資助項目(LBH-TZ2203)和中央高校基大學研業務費專項資金(FRFCU5710051322)資助，文章第一作者為哈爾濱工業大學材料科學與工程學院博士研究所學生李柯萱，通信作者為方虹澤副教授和陳瑞潤教授。
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結果表明， HC-1試樣呈現出彎折的B2相和片層團，并伴有少量再結晶晶粒。HC-2試樣發生了晶粒大幅細化和B2相球化轉變。在1 000 ℃-80%-0.01 s-1條件下，B2相在γ相片層内通過消耗孿晶邊界而成核并球化。在γ相的再結晶晶界處，B2相在有利的滑移體系激活、多重位錯剪切和微滑移帶協調變形的共同作用下生長成球形冠狀。
