导读
文中详细揭示了等温压缩条件下TiAl合金中B2相的球化行为。结果表明，在1 000 ℃-80%-0.01 s-1条件下，由于变形存储能量不足，大多数B2相随γ片弯曲和扭转而非球化，而降低温度和增加应变能进一步促进B2相球化。球化的B2相避免了传统B2相对TiAl基体的割裂，为降低TiAl合金中B2相的负面影响和开发先进的TiAl合金提供了新途径。
加入β稳定元素后，TiAl合金的凝固组织中不可避免地会出现B2相。这种有序相的过度析出加剧了应力集中，降低TiAl合金的塑性。已有研究表明，通过降低β稳定元素的含量可以得到无B2相的TiAl合金，但其热加工性能受到限制。B2相在低温下难以溶解，而高温则不利于获得细小的片层。因此，在保留B2相的同时避免其对基体的不利影响仍然具有挑战性。
促进B2相的球化转变是一种巧妙地减少片层组织被割裂的方法，从而优化TiAl合金的热加工性和力学性能，这需要探索新型微观结构的形成机制。高应变量等温压缩已被证明可以有效改善微观组织。
近日，哈尔滨工业大学陈瑞润教授团队成功制备了超细晶粒微观结构和纳米球形B2相，并创新性地揭示了B2相在1 000 ℃-80%-0.01 s-1条件下的球化机理。研究结果以题为“Synergistic effect of twin consumption within lamellae and slip system activation at grain boundary on the formation of nano-spherical B2 phase”发表于期刊《Scripta Materialia》。
该文获得了国家自然科学基金资助项目(U21A2042)、国家自然基金青年基金项目(52101038)、黑龙江省博士后资助项目(LBH-TZ2203)和中央高校基本科研业务费专项资金(FRFCU5710051322)资助，文章第一作者为哈尔滨工业大学材料科学与工程学院博士研究生李柯萱，通信作者为方虹泽副教授和陈瑞润教授。
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结果表明， HC-1试样呈现出弯折的B2相和片层团，并伴有少量再结晶晶粒。HC-2试样发生了晶粒大幅细化和B2相球化转变。在1 000 ℃-80%-0.01 s-1条件下，B2相在γ相片层内通过消耗孪晶边界而成核并球化。在γ相的再结晶晶界处，B2相在有利的滑移体系激活、多重位错剪切和微滑移带协调变形的共同作用下生长成球形冠状。
