β-Ti合金良好強(qiáng)韌性主要是由于變形過(guò)程中同步激活的多種變形機(jī)制，包括位錯(cuò)滑移、孿晶誘導(dǎo)塑性（TWIP）、相變誘導(dǎo)塑性（TRIP）。目前β-Ti合金的變形機(jī)制已經(jīng)被大量研究，但是其斷裂機(jī)制確極少收到關(guān)注。在前期工作中，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Ti-12Mo (wt.%)合金在準(zhǔn)靜態(tài)拉伸斷裂過(guò)程中，剪切帶內(nèi)的劇烈塑性變形可以使鈦合金剪切帶內(nèi)的溫度瞬間上升至1250–2450°C，導(dǎo)致斷口附近出現(xiàn)局部熔化及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。

針對(duì)該合金斷裂過(guò)程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象，南京工業(yè)大學(xué)輕質(zhì)材料中心與比利時(shí)法語(yǔ)天主教魯汶大學(xué)、安特衛(wèi)普大學(xué)合作，通過(guò)用FIB在Ti-12Mo合金斷口的不同區(qū)域切透射樣品，隨后采用透射電子顯微鏡中配備的旋進(jìn)電子衍射技術(shù)（自動(dòng)晶體取向成像，ACOM-TEM，通過(guò)標(biāo)定衍射斑獲得納米晶取向）揭示Ti-12Mo斷裂過(guò)程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制。相關(guān)論文以“Shear banding-activated dynamic recrystallization and phase transformation during quasi-static loading of β-metastable Ti-12 wt % Mo alloy”發(fā)表在Acta Materialia上，L. Choisez博士與南工大丁立鵬副教授為共同第一作者，比利時(shí)法語(yǔ)天主教魯汶大學(xué)P.J. Jacques教授為通訊作者。

論文鏈接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645422004694

在本實(shí)驗(yàn)中，首先在合金斷口表面至芯部4個(gè)不同位置切透射樣品，這4個(gè)區(qū)域分別對(duì)應(yīng)斷裂的不同階段。在TEM明場(chǎng)像觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)斷口最邊緣的S1區(qū)域內(nèi)，斷口表面出現(xiàn)了纖維狀的晶粒組織，而斷口內(nèi)部為細(xì)小的變形組織，而在S2、S3和S4區(qū)域，斷口最表面出現(xiàn)了尺寸100-200nm的等軸晶粒，而斷口內(nèi)部依然為變形組織。通過(guò)分析不同區(qū)域內(nèi)等軸晶粒內(nèi)部的取向變化，可以判斷連續(xù)再結(jié)晶是斷裂過(guò)程中的主要再結(jié)晶機(jī)制。在絕熱剪切帶拓展的最初階段，由于切變應(yīng)力較小且溫度升高較小，表面晶粒會(huì)逐漸旋轉(zhuǎn)并與切邊方向平行，同時(shí)產(chǎn)生一定量的動(dòng)態(tài)回復(fù)。而隨著切應(yīng)力的不段增大及溫度升高，斷口表面會(huì)出現(xiàn)連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，形成等軸納米晶，同時(shí)再結(jié)晶區(qū)域的ω析出相會(huì)首先溶解并再次析出。以上發(fā)現(xiàn)豐富了β-Ti合金的斷裂機(jī)制的認(rèn)識(shí)。

圖1 (a) Ti-12Mo斷口組織形貌，(b-e) 斷口不同位置的放大圖，圖中顯示FIB取樣位置，(f) 斷口表面至芯部形貌。

圖2 斷口4個(gè)不同位置(S1, S2, S3, S4)的TEM明場(chǎng)像，除S1外，其他樣品表面均形成等軸納米晶。

圖3 S1區(qū)域（切變區(qū)）的ACOM-TEM像以及對(duì)應(yīng)的極圖。

圖4 S3區(qū)域（過(guò)渡區(qū)）的ACOM-TEM像以及局部的大小角度晶界分布圖。

圖5 Ti-12Mo合金斷裂過(guò)程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制