Harnessing strengthening-metastability synergy for extreme work hardening in additively manufactured titanium alloys

材料科学 钛合金 加工硬化 合金 制作 无扩散变换 延展性(地球科学) 航空航天 产量(工程) 工作(物理) 冶金 形状记忆合金 硬化(计算) 应变硬化指数 钛 马氏体 残余应力 结构材料 复合材料 可塑性 材料的强化机理 成形工艺 材料设计 变形(气象学) 晶体孪晶 延伸率 极限抗拉强度 相(物质) 沉淀硬化 微观结构
作者
Xuliang Chen,Youneng Xie,Tianlong Zhang,Zhihao Jiang,Xiangren Bai,Shun Xu,Jian Lü
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1): 959-959 被引量:24
标识
DOI:10.1038/s41467-025-67683-8
摘要

Rapid bottom-up fabrication via additive manufacturing (AM) unlocks unprecedented design freedom for geometrically complex and lightweight titanium (Ti) alloys, a critical material for next-generation aerospace systems and 3C (computer, communication and consumer electronics) products. However, conventional AM Ti alloys face a persistent dilemma: achieving yield strengths above 1 GPa catastrophically degrades work hardening (typically < 2 GPa) and uniform ductility (< 5%). Here, we harness a strengthening-metastability synergy strategy via AM to demonstrate the powerful CoCrNi additive-strengthened Ti alloy with an outstanding combination of loss-free yield strength and drastically enhanced work hardening. Unlike traditional metastable alloys with incomplete phase transformation (β → β/α'), our design triggers a complete two-step martensitic transformation (β → β/α' → α'/α' twin) during deformation, without residual matrix and forming hierarchically mutual twin structures. This unique transformation pathway sustains a successive work hardening, achieving a record work hardening rate of 5.7 GPa and uniform elongation of 9.3% (triple that of base alloy), while maintaining 1030 MPa yield strength. The dual emphasis on synergy strategy and mechanistic innovation via the non-equilibrium AM process directly addresses the structural sector's urgent need for high-performance yet sustainable metallic solutions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
时光留痕发布了新的文献求助10
刚刚
阿瓒发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
CHEN发布了新的文献求助10
2秒前
夏阳完成签到,获得积分10
2秒前
8mian发布了新的文献求助10
3秒前
xiaozhang完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
希望天下0贩的0的应助被Freya采纳,获得10
5秒前
5秒前
Zenae发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Binbin发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6.4的应助被流云采纳,获得10
6秒前
6秒前
roy_chiang完成签到,获得积分10
9秒前
充电宝的应助被李子采纳,获得10
9秒前
CX330发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
WTH完成签到,获得积分10
11秒前
NexusExplorer的应助被虚幻的翠霜采纳,获得10
12秒前
vision0000发布了新的文献求助10
12秒前
兮兮糖完成签到,获得积分10
12秒前
Tang发布了新的文献求助10
13秒前
CipherSage的应助被hhh采纳,获得10
13秒前
14秒前
李不言发布了新的文献求助10
14秒前
自信语芹发布了新的文献求助10
14秒前
所所的应助被跳跳采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
18秒前
oo看文献发布了新的文献求助10
18秒前
An完成签到,获得积分10
18秒前
阿强完成签到,获得积分10
18秒前
徐晔发布了新的文献求助10
19秒前
李子发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
二维钙钛矿人工光电突触的可塑性及应用的研究 500
Topological Photonics: Fundamentals and Applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8095574
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9506978
关于积分的说明 21457589
捐赠科研通 7669448
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3406425
关于科研通互助平台的介绍 2534397
邀请新用户注册赠送积分活动 2445860