与传统Ti-6Al-4V合金铸态相比，新型(α + β)钛合金Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe (wt%)
的晶粒尺寸和α板条厚度大幅分别细化了50 %和75%，屈服强度和塑性分别提高了约20%和52%。合金化通过调整合金的过冷能力来实现晶粒细化。此外，Cr和Fe的合金化显著降低了α板条厚度。这种具有良好力学性能的低成本钛合金预计将适用于各种铸造应用场景。
 图文导读：
图1 （a）~（d）Ti-X (Al, V, Fe, Cr)二元相图；(e)计算Ti-6Al-4V和Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe合金的生长限制因子Q; (f) Ti-6Al-4V和(g) Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe合金的显微组织图




图2  (a)铸态Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe(红色)和Ti-6Al-4V(蓝色)合金的x射线衍射图；利用CALPHAD方法计算得到的相体积分数随着温度变化的规律，(b) Ti-6Al-4V和(c) Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe；扫描电子显微镜(SEM)图像显示了铸态(d) Ti-6Al-4V和(e) Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe合金的全片层组织的析出相形貌。


图3 (a)铸态Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe(红色)、Ti-6Al-4V(蓝色)、Ti-6Al-4Cr(灰色)和Ti-6Al-4Fe(黄色)合金的工程应力-应变曲线。(b)理论计算得到的与Ti-6Al-4V相比，Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe在成分优化过程中屈服强度增加的来源示意图。PS:组织细化带来的强化效应;GR:晶粒细化带来的Hall-Petch效应;SS:固溶强化效应

图4 铸态(a) Ti-6Al-4V和(b) Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe合金的断口形貌，更高放大率的断口显示了铸态(c) Ti-6Al-4V和(d) Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe合金的不同韧窝形态。