香港城大《Scripta Materialia》：一种新型高正因如此铸造钛合金！

钛钨因其2011年夏天准确度和亮眼的耐腐蚀性而成为最重要的骨架材料之一。由于其贵金属成本高，其运用大多限于航空器、潜水艇等高端先进子系统。此外，大多数钛钨的可加工性较好，大大减少了其在制造者过程之前的生产成本。因此，开发带有近净逐步形成制造者潜能的降低成本、轻量钛钨势在必行。铸成新科技是一种成熟、必需的近净逐步形成新科技，常规铸成已用于催化纯Ti和Ti-6Al-4V装配。铸态Ti及其钨两者之间关的一个主要问题是其粗大的薄膜和析不止两者之间民间组织，以及两者之间对较好的力学可靠性。大多数Ti钨(包含Ti64钨)最初是为锻造工艺而结构设计的，而很难对其铸态时的巨观民间组织进行优化。铸态的Ti64钨带有较大的薄膜和粗大的α簇，这是其力学可靠性较好的主要诱因。在铸成运用之前，受制于铸成后不进行热机械处理以降降低成本，优化钨含有以控制铸态民间组织就来得至关重要。

香港城市大学的研究人员借助两者之间示意图计算分析方法，开发不止一种新型的最弱韧性铸成钛钨Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe(wt%)，与铸态Ti-6Al-4V钨两者之间比，薄膜规格引人注意系统化，抗拒准确度和塑性分别大幅提高了19.7%和51.8%。两者之间关论文以题为“A new α+β Ti-alloy with refined microstructures and enhanced mechanical properties in the as-cast state”公开发表在Scripta Materialia。

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本研究之前钨成份的选择基于都有考虑：(1)在铸成过程之前薄膜系统化的潜能；(2)对α两者之间和β两者之间巨观民间组织及压强分数变化的受到影响；(3)不存有粘性金属间两者之间；(4)钨成份原料成本高。受制于V成份成本高且生物活性/硫化可靠性差，在为基础钨Ti64之前应降低其所含，以Cr和Fe替代。Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe钨两者之间较于铸态Ti64薄膜规格和α板条宽度引人注意系统化了50-75%，说明了不止亮眼的力学可靠性，钨的抗拒准确度为1057±39 MPa，形变伸长率为8.5±0.6%，塑性的大幅提高是由于β两者之间分数的减少以及薄膜骨架系统化，而准确度的减少归因于的固溶提升、Hall-Petch效应和第二两者之间提升协同作用。

示意图1 (a-d) Ti-X (Al, V, Fe, Cr)二元两者之间示意图；(e)计算不止Ti-6Al-4V和Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe钨的生长限制因子Q以及不等薄膜规格的实验统计学结果；(f)和(g)为钨薄膜民间组织的透镜显微示意图

示意图2 (a)铸态钨的XRD结果；(b, c)两种钨的两者之间分数与气压的的关系；(d, e)钨的显微民间组织

示意图3 (a)铸态钨的工程项目脆性-应变曲线；(b)与Ti-6Al-4V两者之间比，Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe含有优化过程之前抗拒准确度增量的来源平面示意图

示意图4 (a, b) 铸态钨的奥列尼夫卡； (c, d) 铸态钨的奥列尼夫卡功用

综上所述，本文断定了一种新策略，在CALPHAD计算的鼓励下结构设计不止一种最弱韧性的新型铸态钛钨。通过附加1 wt%的Cr和Fe，Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe的过冷潜能得到大幅提高，凝固过程之前薄膜引人注意系统化，铸锭无宏观偏析物理现象。系统化的薄膜骨架、α板条宽度、固溶提升以及较高的β两者之间残留率共同促进了Ti钨准确度和塑性的大幅提高。此外，这种新型的降低成本钨只含2%的V，而不是4%的V，有望大幅提高钨的耐蚀性。本文分析方法不仅开发不止了一种有盼望的铸成型钛钨，可以代替目前广泛运用的铸成Ti64钨，还为结构设计带有近净逐步形成潜能的通用型金属材料(如铸成、增材制造者等等)透过了理论为基础。（文：破风）

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