為了加強鈦合金研究所的科研氛圍，促進科研人員更好地了解和把握研究方向的發展趨勢，提高科研人員的科研水平。本年度鈦合金研究所擬舉行系列學術交流活動。本次學術交流會于6月6日上午召開，所長辛社偉主持，全體科研人員參加，張冰潔博士做了題為“超細晶β鈦合金微觀組織設計和力學行為研究”的報告。
作為高強度結構材料或生物醫用材料，β鈦合金因其高強度、低模量以及優異的耐蝕性和生物相容性等特點具有良好的發展前景。β鈦合金高強度結構件的強塑性匹配是最受關注的力學指標，其最常用的強化方式為析出強化和形變強化，但往往導致強化基體β相的同時降低其塑性。細晶強化在某些條件下可同時優化強塑性，但目前對β相（BCC結構）的細晶強化還未有深入研究，尤其是對β相在超細晶領域的研究尚未見報道，這是由于高溫下合金元素在β相中擴散速率非常快，很難制備出消除變形組織后的β細晶或超細晶。
本研究選取高強Ti-10Mo-8V-1Fe-3Al (wt.%)合金和生物醫用鈦合金Ti-13Nb-5Mo (at.%)作為研究對象。二者差異主要在于β相在變形過程中的穩定程度不同，利用高壓扭轉、軋制和熱處理等工藝對β相進行細晶強化，成功地制備出基本消除劇烈變形組織的單相β超細晶試樣，使以β相的晶粒尺寸為單一變量研究其對合金析出行為和力學性能的影響成為可能。
研究發現，穩定性較高的Ti-10Mo-8V-1Fe-3Al合金中，β晶粒的超細化能夠有效提高（α+β）雙相組織的力學性能，實現1600MPa（屈服強度）和9%（延伸率）的優良匹配。（α+β）兩相狀態下，β相晶粒的超細化和析出相α的納米化是合金時效后強度提高的主要原因，時效后β晶界附近組織均勻性的提高是合金在晶粒超細化后塑性提高的主要原因。在穩定性較低的Ti-13Nb-5Mo合金中，隨晶粒尺寸的減小，屈服行為由連續屈服轉變為不連續屈服，細晶試樣的加工硬化率遠高于粗晶，同時具備更高的強度和更大的延伸率。利用原位同步輻射技術進一步研究發現，細晶（6.8 μm）和超細晶（0.23 μm）試樣分別表現出不連續屈服和雙屈服現象，這是由于位錯滑移和馬氏體相變在屈服過程中的相互競爭。超細晶試樣的雙屈服現象是由于馬氏體大量形核并快速生長，同時位錯滑移受到抑制，在超細晶試樣中獲得了較大的超彈性。
該報告相關研究成果以“Achieving large super-elasticity through changing relative easiness of deformation modes in Ti-Nb-Mo alloy by ultra-grain refinement”為題發表在國際材料科學與工程領域知名期刊Materials Research Letters上，影響因子8.597。
