4、Ti - 4Au - 5Cr - nTa合金体系的性能调控与分析

Ti - 4Au - 5Cr - nTa合金体系的性能调控与分析

1 引言

Ti - 4Au - 5Cr - nTa合金体系在材料科学领域具有重要研究价值，其性能会随着Ta元素引入量的变化而发生显著改变。本文将深入探讨Ta元素引入量对该合金体系的临界加工率（CW）、相组成、力学行为和拉伸变形行为的影响。

2 Ta引入量对合金性能的影响

2.1 断裂应变与Ta含量的关系

对于由单一β相组成的试样，其断裂应变（εf）与Ta含量呈现出良好的相关性。总体而言，这些试样的延展性与拉伸试验中的变形模式进展相符，变形模式依次为应力诱发马氏体相变（SIMT）→孪生运动→塑性变形（即滑移运动）。

2.2 屈服应力与Ta含量的关系

从应力 - 应变（SS）曲线获取的屈服应力（σy）与Ta引入浓度的关系如图1所示。当Ta引入浓度从0 mol%增加到2 mol%时，σy从近288 MPa逐渐降低到约127 MPa。这是因为0 - 2 mol% Ta引入的试样由α′′ + β双相组成，其变形机制为马氏体变体重取向（MVR）和/或SIMT。随着Ta添加浓度的微调，亚稳β相的数量增加，α′′相的数量减少，导致σy降低。

当Ta引入量从3 mol%增加到9 mol%时，σy从约179 MPa增加到约622 MPa。这些试样由单一β相组成，主要变形机制逐渐从SIMT转变为孪生模式，最终转变为位错滑移产生的塑性变形模式。Ta作为β稳定元素，使β相逐渐稳定，从而提高了σy。在Ta含量为2 mol%处存在一个转折点，它是不同相组成、相稳定性和σy变化的分界线。

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