合金化是調(diào)控金屬材料性能的重要方法。通過(guò)室溫和液氮溫度下純Ti和Ti-5Al (at.%)的原位透射拉伸實(shí)驗(yàn)和位錯(cuò)表征，浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、硅材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、電子顯微鏡中心張澤院士和余倩等人與西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究了鋁元素對(duì)位錯(cuò)行為隨溫度變化的調(diào)控機(jī)理。實(shí)驗(yàn)揭示了鋁元素在Ti-5Al (at.%)刃位錯(cuò)核處的偏聚會(huì)對(duì)位錯(cuò)滑移產(chǎn)生強(qiáng)烈的阻礙作用，從而促進(jìn)室溫下位錯(cuò)交滑移的發(fā)生。然而，鋁元素的添加不僅會(huì)對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用，還會(huì)降低合金中的層錯(cuò)能，使位錯(cuò)更容易發(fā)生滑移。鋁元素對(duì)層錯(cuò)能的影響在室溫下較弱，隨著溫度降低，層錯(cuò)能下降幅度變大，當(dāng)溫度降低至液氮溫度時(shí)，層錯(cuò)能下降的影響占據(jù)主導(dǎo)地位，Ti-5Al (at.%)中位錯(cuò)僅存在普通的平面滑移。與其相反，純Ti在液氮溫度下則發(fā)生了大量位錯(cuò)交滑移。以上現(xiàn)象說(shuō)明了合金元素對(duì)材料性能的調(diào)控具有很強(qiáng)的溫度效應(yīng)。

nature

doi: 10.1038/s41598-020-60013-6

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Temperature Effect on Stacking Fault Energy and Deformation Mechanisms in Titanium and Titanium-aluminium Alloy