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Insights into in-situ tib/dual-phase Ti alloy interface and its high load-bearing capacity

Journal of Materials Science & Technology 2022年第24期119卷 156-166页

作者： Qi An Lujun Huang Qi Qian Yong Jiang Shuai Wang Rui Zhang Lin Geng Liqin Wang School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China School of Mechatronics Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China

To better understand the strengthening mechanism of in-situ formed tib reinforcements in dual-phase Ti6 Al4 V alloy,the interface characters and properties ofα-Ti/β-Ti/tib system were thoroughly investigated with the combined use of high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM),abinitio calculations,and indentation *** ab-initio calculations suggest that the highly coherent(100)_(tib)/(121)_(β-Ti)phase boundary(PB)has fairly low interface energy of 0.082 J/m^(2)with an exceptionally high adhesion strength of 6.04 J/m^(2),owing to the formation of strong interfacial Ti–B ionic *** semi-coherent(201)_(tib)/(0001)_(α-Ti)interface shows a relatively higher interface energy of 1.442 J/m^(2)but still with a fairly high adhesion strength of 4.95 J/m^(2).With the obtained interfacial energetics,thermodynamics analyses were further carried out to explore the nucleation mechanism ofα-Ti in tib reinforced Ti6Al4V *** to the heterogeneous nucleation at tib/β-Ti interface,the homogeneous nucleation ofα-Ti within theβ-Ti phase can be more energy-preferred,due to its lower nucleation energy barrier and critical *** indentation tests under various loads of different modes confirmed a remarkably enhanced load-bearing capacity of dual-phase Ti6Al4V alloys,under the critical significance of the strong interfacial bonding achieved by reinforcements of in-situ formed tib.

关键词： Dual-phase Ti6Al4V alloy in-situ tib Interface Ab-initio calculation Indentation test

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