“令人兴奋的是，低氧钛的断裂韧性超越了目前已报道的所有商业纯钛和钛合金，甚至超过了大部分金属材料。”西安交通大学韩卫忠教授表示。
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韩卫忠（来源：韩卫忠）
近日，他和团队成功突破了钛和钛合金的极限性能，将商业纯钛的氧杂质含量从0.14wt.%降至0.02wt.%，让其断裂韧性从MPa?m^1/2提至MPa?m^1/2。
通过本次研究，他们还首次揭示了钛的超高本征断裂韧性，打破了钛及钛合金的断裂韧性均低于MPa?m^1/2的传统认知，证明低氧钛是目前已知最有韧性的金属材料之一。
总的来说，本次成果为设计高强、高韧的钛合金带来了重要启示。
目前，在航空航天领域为了促进钛合金在某些安全关键负载条件下的应用，人们已经在钛合金中采用了控制氧含量的设计思路，这不仅能提高钛合金的断裂韧性，并已有相关产品实现商业化。
例如，损伤容限型Ti-6Al-4V（TC4DT）合金、以及超低间隙（ELI）Ti-6Al-4V合金，均已得到广泛的应用。
然而，对于当下的损伤容限型钛合金来说，它里面的氧含量仍然处于较高水平，导致其断裂韧性仍被限制在MPa?m1/2以下。
要想进一步提高Ti-6Al-4V等经典钛合金的应用范围，就得提升它的服役安全性。后续，通过进一步地降低氧杂质的含量，将能让该钛合金的断裂韧性实现跨越式提升。
事实上，几乎所有的密排六方结构金属，包括目前已被广泛使用的钛、锆、镁、锌等，都存在c+a位错难以被激活、或可动性较差的现象。
这让它们的塑性和断裂韧性，远远低于大部分面心立方结构金属，导致其应用范围受到限制。
因此，后续可以通过合金化的设计方案，来促进变形孪晶大量激活。
进而通过孪晶界来促进c+a位错的密集启动，借此显著提升密排六方金属的力学性能。
（来源：AdvancedMaterials）
有望大幅提高密排六方金属的变形能力
韩卫忠表示，多年来他和团队一直
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