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援用本文：

Boning Wang， Weidong Zeng*， Zibo Zhao*， Runchen Jia， Jianwei Xu， Qingjiang Wang， Near-α titanium alloy dwell load-induced deformation twinning to coordinate the deformation mechanism associated with crack initiation， International Journal of Plasticity. Volume 182， 2024， 104116. ISSN 0749-6419，

https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2024.104116.

议论布景

近α高温钛合金是制造航空发动生动弹部件的要津结构材料，压气机盘或举座叶盘在峰值应力处有一段保握技能，导致其疲惫寿命小于惯例低周疲惫寿命，这种表象被称为保载疲惫。在尖刻的工况下投军时，由保载载荷导致的(0001)基脚断裂是引起发动机中枢材料失效的最主要原因，这对构件的安全性带来庞大隐患，历史上曾变成多起机毁东谈主一火事件。因此，保载疲惫失效分析以及如何擢升保载寿命成为了航空发动机鸿沟的议论热门。对于保载疲惫裂纹萌发主流的不雅点主要包括软/硬晶粒裂纹形核模子，硬晶粒被觉得很难发生变形，但在相邻软取向晶粒变形下可促进硬晶粒中基脚滑移的形成导致基脚开裂。人所共知，孪晶是一种可调和难变形硬取向晶粒的灵验妙技，但缺憾的是近α钛合金在室温下经常很难激活孪晶，到当今放肆，色姐姐网站未见国表里相关近α钛合金孪晶调和变形的报谈。可是，咱们初次在近α钛合金保载失效裂纹萌发区发现基脚断裂晶粒中存在变形孪晶。由于保载变形的复杂性以及裂纹形核的基脚倾向性，使得孪晶对基脚滑移和裂纹萌发的微不雅影响机制尚不解确。因此，揭示孪晶调和效应的内在机制对于航空动弹部件的抗保载疲惫野心具有蹙迫意旨。

近日，西北工业大学材料学院曾卫东拔擢团队与中科院金属所王清江议论员团队联接，初次在变形孪晶旷费的高Al含量近α Ti60合金中发现保载载荷带领孪晶优先调和(0001)基脚晶粒变形以及减慢由基脚滑移引起的基脚裂纹萌发和彭胀，擢升了抗疲惫性。基于保载疲惫软/硬晶粒裂纹形核模子，提倡了软(P)/硬(B)晶粒PB界面参与孪晶形核的一种新的可能性机制。孪晶内高密度的锥面< c+a >位错过火分解形成的具有特定纳米间距的基脚堆垛层错(SFTs)，使得调和经过伴跟着孪晶里面显赫的晶格畸变。这些基脚晶粒中新形成的纳米孪晶界和SFTs算作位错领悟的障蔽，擢升了近α Ti60合金的强度和保载寿命并灵验缩短了合金的保载敏锐性。该议论服从彭胀了对近α钛合金DF中位错滑移、孪晶形核和基脚SFTs形成的协同作用的判辨，并强调了孪晶和SFT 的引入在减缓 DF 裂纹萌发和增强抗疲惫性方面起着蹙迫作用。相关责任以 “Near-α titanium alloy dwell load-induced deformation twinning to coordinate the deformation mechanism associated with crack initiation”为题发表在塑性鸿沟Top1期刊《International Journal of Plasticity》上，该责任的第一作家为西北工业大学材料学院博士生王柏宁，通信作家为曾卫东拔擢。

图文导读

图1. no-MTR DF样品萌发区G2晶粒FIB-TEM箔片: (a) TEM裂纹和小平面形色，(b) EBSD BC图和取向差亚洲日韩，(c)和(d) 微裂纹区域的双光束条款，(e)和(f) 与基体和孪晶相邻位置处的双光束条款。

图2. SEM-EBSD IPF//LD (a-d)表现了MTR样品原位保载经过中{10-12}孪晶的形核长大，(e)和(f) 图(d)中一起径Ⅰ和Ⅱ的取向差分散。

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图3. 具有不同微织构的保载样品中相对于LD裂纹萌发晶粒(a)和包含孪晶形核的晶粒取向(b)的反极图。最大SF的等值线从左到右离别对应于基脚滑移系和柱面滑移系。

图4. (a) 制备的FIB-TEM箔片形色，(b) 对应于(a)中黄色虚线框记号区域中的孪晶界(TB)的SAED图案，晶带轴[2-1-10]，(c)和(d) 孪晶和基体的暗场像，(e) 在图(d)中记号的表现TB HAADF-STEM图像，(f) 在(e)中蓝色虚线区域中HAADF-STEM的局部放大界面结构， (g) 通过图e HAADF-STEM图像的GPA取得的面内(Exx)应变场图，(h) 图c中孪晶顶端的HR-TEM，(I) 对应于软/硬晶粒柱面和基脚的PB/BP界面的原子暗示图，(j) 在硬晶粒中具有孪晶形核的原子暗示图。

图5. 孪晶和SFTs的HR-TEM微不雅结构：(a-b) HR-TEM图像和相应的FFT表现了{10-12}孪晶中的SFTs，(b) 图(a)中蓝色虚线框的高倍放大图像， (c) 图(b)中的蓝色虚线框对应于(0002)基脚IFFT图像和位错特征，(d) SFTs的原子轨范HAADF-STEM图像，(e) 对应于(d)中虚线框的GPA分析，(f) HAADF-STM图像表现了以1/6 <2023> Frank部分位错为界的I1层错。

论断与瞻望

本议论通过祥和Ti60钛合金保载疲惫(DF)断裂源区变形孪晶存在的特征，系统议论了孪晶形核与裂纹萌发之间的关系过火变形机制，额外是，孪晶的存在是否有助于调和(0001)基脚开裂并擢升DF寿命。得出以下论断：DF裂纹的萌发面都与基脚对皆，并与基脚滑移相关。DF裂纹萌发取向和孪晶形核取向的相互依赖性决定了孪晶的优先调和性以及参与基脚裂纹萌发经过。在软/硬晶粒构型处的局部应力情景导致锥面< c+a >位错激活以及孪晶从硬晶粒晶界处长大，而不是通过相邻位错的滑移刺激孪晶形核。同期，提倡了软(P)/硬(B)晶粒的PB界面是孪晶形核的另一种可能机制。与基体比较，变形孪晶具有更高的晶格应变，其里面的< c+a >位错过火解离形成的高密度SFTs进一步调和了变形并破裂位错领悟。变形孪晶的激活以及TB内其他塑性变形机制的提供不错开释局部应力不竭，蔓延基脚晶粒的过早开裂并壅塞Ti60合金疲惫经过中基脚裂纹的彭胀，该议论强调了孪晶结构在材料疲惫失效预测模子中的蹙迫性。

通信作家简介

曾卫东：西北工业大学材料学院拔擢、博士生导师。先后主握和承担了国度重心研发规画、国度“973规画”、国度当然科学基金、国度科技支撑规画、拔擢部博士点基金、拔擢部优秀东谈主才规画等科研名目。课题组在国内初次提倡钛合金近β铸造新工艺，取得了将等轴与网篮组织合二为一的三态组织，荣获国度科技跳动二等奖。此外，还荣获陕西省科技跳动一等奖2项、二等奖1项，国度教委科技跳动二等奖、三等奖各1项。先后荣获“拔擢部新世纪优秀东谈主才规画”、“陕西省后生科技奖”、“陕西省高教系统优秀后生老师共产党员”称呼。在《Acta Materialia》、《International Journal of Plasticity》、《Journal of Materials Science & Technology》、《Journal of Alloys and Compounds》、《Materials Science and Engineering A》等国表里著名期刊上发表论文300余篇。

（图文：王柏宁；审核：禹亮）亚洲日韩