钛合金Titanium alloys是先进的轻金属材料，在许多关键应用中不可或缺。钛合金工业的支柱是α–β钛合金，其通过稳定α和β相的合金添加剂配制而成。两种最强大的稳定元素和强化剂：氧和铁，通常用来制造α–β钛合金，因为这两种元素非常丰富。然而，氧脆化效应（俗称“钛的氪石‘the kryptonite to titanium”）和铁微观偏析阻碍了二者的结合，也阻碍了强韧α-β钛-氧-铁合金的发展。
6月1日，澳大利亚 皇家墨尔本理工大学（Royal Melbourne Institute of Technology）Tingting Song, Ma Qian等，悉尼大学（The University of Sydney）Zibin Chen（一作）， Simon P. Ringer等，在Nature上发文，将合金设计与增材制造additive manufacturing（AM）工艺设计相结合，展示了一系列具有出色拉伸性能的钛-氧-铁成分。
基于各种表征技术解释了这些性质的原子尺度起源。丰富的氧和铁以及增材制造AM制造净形或近净形的工艺简单性，有望推进α–β钛-氧-铁合金应用于诸多领域。此外，为工业规模使用不合格海绵钛或海绵钛-氧-铁提供了新的替代，并有望大幅减少能源密集型海绵钛生产的碳足迹经济和环境潜力。
Strong and ductile titanium–oxygen–iron alloys by additive manufacturing.
增材制造的强韧钛氧铁合金。
图1:定向能量沉积directed energy deposition，DED打印Ti–O–Fe合金的微观结构。
图2:在不改变加工条件的情况下，基于改变合金成分，Ti–O–Fe合金的室温拉伸试验。
图3:在打印α–βTi–O–Fe合金中，O和Fe原子的分布。
图4:α–βTi–O–Fe合金的bcc（β）和HCP（α）相中，Fe和O原子分布的密度泛函理论Density functional theory，DFT模拟。
文献链接
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05952-6
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05952-6.pdf
https://doi.org/10.1038/s41586-023-05952-6
本文译自Nature。
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