科技日報訊 (記者郝曉明)中國科學院金屬研討所楊柯研討員團隊長時間從事新式醫用金屬材料的基礎與運用研討,該團隊成員任玲研討員、王海助理研討員等經過“雙相殼層包裹超細等軸晶”的顯微組織規劃思想,一同從熱力學、動力學兩方面前進超細晶鈦合金組織的熱穩定性,并運用常規熱處理與熱加工的工藝組合,完成了上述顯微組織的大尺度制備,處理了超細晶鈦合金制備加工難、組織穩定性差的兩大瓶頸問題,獲得了性能優異和熱穩定性高的超細晶含銅鈦合金。近來,相關研討效果在線發表于《天然·通訊》。
近年來,楊柯團隊一向致力于含銅鈦合金的結構與生物功能一體化研討與運用。在前期研討工作基礎上,團隊提出“共析元素合金化—淬火—熱變形”(EQD)的超細晶含銅鈦合金的制備戰略,完成了雙相殼層包裹超細等軸晶的顯微組織的規劃思想。該戰略經過常規的熱加工設備完成了α-Ti晶粒尺度在90—500納米范圍內的超細晶Ti6Al4V-5Cu合金的大尺度制備。與此一同,運用熱變形過程中構成的β/Ti2Cu雙相蜂窩殼結構包覆α晶粒,顯著前進了超細等軸晶組織的熱穩定性,使材料的失穩溫度前進至973開爾文。該合金的室溫拉伸強度最高達到1500兆帕,延伸率超越10%。在923開爾文和應變速率為每分鐘15毫米條件下,其拉伸延伸率超越1000%,完成了超塑性變形。此外,該合金在高溫拉伸的熱力耦合條件下未發生晶粒的粗化長大。該EQD戰略不僅完成了TiCu、TiZrCu等其他鈦合金的高性能、高熱穩定性超細晶組織的制備,并現已運用于包括鋼鐵材料在內的其他合金系統中,為超細晶金屬材料的制備供應了新途徑,對超細晶金屬材料的規劃和研討具有重要意義。