Пекинская группа: кислород в β-фазе дал сплаву Ti-6Al-4V-0.39O прочность 1200 МПа и пластичность 23,5%

Группа из Пекинского университета науки и технологий вместе с коллегами из Оклендского университета, Университета Квинсленда и других институтов описала титановый сплав, в котором кислород намеренно введён в обе сосуществующие фазы. Работа опубликована 3 ноября 2026 года в Nature Communications doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. У полученного α-β-O' сплава Ti-6Al-4V-0.39O предел прочности при растяжении составляет 1200 ± 30 МПа, а пластичность — 23,5 ± 1,5% doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Произведение прочности на деформацию равно 28,2 ГПа·% doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Кислород в β-фазе

Кислород традиционно ухудшает пластичность титановых сплавов. В последних работах его используют как инструмент проектирования для формирования полезных микроструктур, но его роль в основном ограничивалась α-фазой двухфазных α-β сплавов, по словам авторов doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Команда рассмотрела введение достаточного количества кислорода в β-фазу при сосуществовании обеих фаз. По их данным, целенаправленное распределение кислорода между α и β позволяет получить значительное его содержание в β doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Это запускает фазовое превращение β → O' за счёт перестройки атомов doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Механизм деформации

Согласно авторам, фаза O' служит предшественником мартенситного превращения, вызываемого напряжением, O' → α" при деформации doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Это одновременно задействует два механизма: пластичность, наведённую превращением, и пластичность, наведённую двойникованием doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Сочетание прочности и пластичности сплава авторы связывают с этим синергизмом doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

В исследование вошли измерения синхротронной рентгеновской дифракции на канале BL12SW Шанхайского центра синхротронного излучения doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Авторы называют результат общим принципом целенаправленной настройки содержания кислорода при проектировании титановых сплавов doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Они также заявляют, что работа показывает потенциал для переработки титановых отходов, загрязнённых кислородом doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.