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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 5/2019

08.03.2019

Achieving Gradient Martensite Structure and Enhanced Mechanical Properties in a Metastable β Titanium Alloy

verfasst von: Xinkai Ma, Fuguo Li, Zhankun Sun, Junhua Hou, Xiaotian Fang, Yuntian Zhu, Carl C. Koch

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 5/2019

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Abstract

Gradient materials have been reported to have superior strength–ductility combinations. In this study, gradient α″ martensite were introduced along the radial direction of cylindrical Ti-10V-2Al-3Fe (Ti-1023) samples by torsional straining, which simultaneously improved strength and ductility. The torsional strain gradient produced martensite gradient with increasing density and decreasing thickness from center to surface. α″ martensite had parallel and V-shaped morphology, which not only divided coarse β grains into finer β blocks but also blocked dislocation slip. In addition, dislocation slip in the α″ martensite and β blocks led to grain refinement. The formation of geometrically necessary dislocation (GNDs) and the increasing shear stress required for martensitic transformation contributed to high strain hardening. An optimal gradient distribution exists in torsion-processed samples for the optimal mechanical properties.

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Literatur
2.
Zurück zum Zitat X. Wu, P. Jiang, L. Chen, F. Yuan, Y.T. Zhu, P Natl Acad Sci, 2014, vol. 111, pp. 7197-7201.CrossRef X. Wu, P. Jiang, L. Chen, F. Yuan, Y.T. Zhu, P Natl Acad Sci, 2014, vol. 111, pp. 7197-7201.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat R. Thevamaran, O. Lawal, S. Yazdi, S.-J. Jeon, J.-H. Lee, E.L. Thomas, Sci, 2016, vol. 354, pp. 312-316.CrossRef R. Thevamaran, O. Lawal, S. Yazdi, S.-J. Jeon, J.-H. Lee, E.L. Thomas, Sci, 2016, vol. 354, pp. 312-316.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat I. Ovid’ko, R. Valiev, Y. Zhu, Prog Mater Sci, 94: 462 (2018) I. Ovid’ko, R. Valiev, Y. Zhu, Prog Mater Sci, 94: 462 (2018)
5.
7.
Zurück zum Zitat X. Wu, P. Jiang, L. Chen, J. Zhang, F. Yuan, Y. Zhu, Mater Res Lett, 2014, vol. 2, pp. 185-191.CrossRef X. Wu, P. Jiang, L. Chen, J. Zhang, F. Yuan, Y. Zhu, Mater Res Lett, 2014, vol. 2, pp. 185-191.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat M. Yang, Y. Pan, F. Yuan, Y. Zhu, X. Wu, Mater Res Lett, 2016, vol. 4, pp. 145-151.CrossRef M. Yang, Y. Pan, F. Yuan, Y. Zhu, X. Wu, Mater Res Lett, 2016, vol. 4, pp. 145-151.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat A. Chen, J. Liu, H. Wang, J. Lu, Y.M. Wang, Mater Sci Eng: A,2016, vol. 667, pp. 179-188.CrossRef A. Chen, J. Liu, H. Wang, J. Lu, Y.M. Wang, Mater Sci Eng: A,2016, vol. 667, pp. 179-188.CrossRef
10.
11.
12.
Zurück zum Zitat Z. Ma, J. Liu, G. Wang, H. Wang, Y. Wei, H. Gao, Sci Rep, 2016, vol. 6, pp. 22156.CrossRef Z. Ma, J. Liu, G. Wang, H. Wang, Y. Wei, H. Gao, Sci Rep, 2016, vol. 6, pp. 22156.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat A. Chen, H. Ruan, J. Wang, H. Chan, Q. Wang, Q. Li, J. Lu, Acta Mater, 2011, vol. 59, pp. 3697-3709.CrossRef A. Chen, H. Ruan, J. Wang, H. Chan, Q. Wang, Q. Li, J. Lu, Acta Mater, 2011, vol. 59, pp. 3697-3709.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Y. Wei, Y. Li, L. Zhu, Y. Liu, X. Lei, G. Wang, Y. Wu, Z. Mi, J. Liu, H. Wang, Nat Commun, 2014, vol. 5, pp 3580.CrossRef Y. Wei, Y. Li, L. Zhu, Y. Liu, X. Lei, G. Wang, Y. Wu, Z. Mi, J. Liu, H. Wang, Nat Commun, 2014, vol. 5, pp 3580.CrossRef
15.
16.
17.
Zurück zum Zitat C. Shao, P. Zhang, Y. Zhu, Z. Zhang, Y. Tian, Z. Zhang, Acta Mater, 2017, vol. 145, pp.413-428.CrossRef C. Shao, P. Zhang, Y. Zhu, Z. Zhang, Y. Tian, Z. Zhang, Acta Mater, 2017, vol. 145, pp.413-428.CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Y. Kulkarni, R.J. Asaro, D. Farkas, Scripta Mater, 2009, vol. 60, pp. 532-535.CrossRef Y. Kulkarni, R.J. Asaro, D. Farkas, Scripta Mater, 2009, vol. 60, pp. 532-535.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat J. Moering, X. Ma, G. Chen, P. Miao, G. Li, G. Qian, S. Mathaudhu, Y. Zhu, Scripta Mater, 2015, vol. 108, pp.100-103.CrossRef J. Moering, X. Ma, G. Chen, P. Miao, G. Li, G. Qian, S. Mathaudhu, Y. Zhu, Scripta Mater, 2015, vol. 108, pp.100-103.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat A. Bhattacharjee, V. Varma, S. Kamat, A. Gogia, S. Bhargava, Metall Mater Trans A, 2006, vol. 37, pp. 1423-1433.CrossRef A. Bhattacharjee, V. Varma, S. Kamat, A. Gogia, S. Bhargava, Metall Mater Trans A, 2006, vol. 37, pp. 1423-1433.CrossRef
21.
22.
Zurück zum Zitat D. Qin, Y. Lu, D. Guo, L. Zheng, Q. Liu, L. Zhou, Mater Sci Eng: A, 2013, vol. 587, pp. 100-109.CrossRef D. Qin, Y. Lu, D. Guo, L. Zheng, Q. Liu, L. Zhou, Mater Sci Eng: A, 2013, vol. 587, pp. 100-109.CrossRef
23.
24.
Zurück zum Zitat W. Xu, K. Kim, J. Das, M. Calin, J. Eckert, Scripta Mater, 2006, vol. 54, pp. 1943-1948.CrossRef W. Xu, K. Kim, J. Das, M. Calin, J. Eckert, Scripta Mater, 2006, vol. 54, pp. 1943-1948.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat A. Paradkar, S. Kamat, A. Gogia, B. Kashyap, Metall Mater Trans A, 2008, vol. 39, pp. 551-558.CrossRef A. Paradkar, S. Kamat, A. Gogia, B. Kashyap, Metall Mater Trans A, 2008, vol. 39, pp. 551-558.CrossRef
26.
Zurück zum Zitat C. Li, X. Wu, J. Chen, S. van der Zwaag, Mater Sci Eng: A,2011, vol. 528, pp. 5854-5860.CrossRef C. Li, X. Wu, J. Chen, S. van der Zwaag, Mater Sci Eng: A,2011, vol. 528, pp. 5854-5860.CrossRef
27.
Zurück zum Zitat F. Sun, J. Zhang, M. Marteleur, C. Brozek, E. Rauch, M. Veron, P. Vermaut, P. Jacques, F. Prima, Scripta Mater, 2015, vol. 94, pp. 17-20CrossRef F. Sun, J. Zhang, M. Marteleur, C. Brozek, E. Rauch, M. Veron, P. Vermaut, P. Jacques, F. Prima, Scripta Mater, 2015, vol. 94, pp. 17-20CrossRef
28.
Zurück zum Zitat S. Sadeghpour, S. Abbasi, M. Morakabati, A. Kisko, L. Karjalainen, D. Porter, Scripta Mater, 2018, vol.145, pp. 104-108.CrossRef S. Sadeghpour, S. Abbasi, M. Morakabati, A. Kisko, L. Karjalainen, D. Porter, Scripta Mater, 2018, vol.145, pp. 104-108.CrossRef
29.
Zurück zum Zitat X. Ma, F. Li, J. Cao, J. Li, Z. Sun, G. Zhu, S. Zhou, Mater Sci Eng: A, 2018, vol. 710, pp. 1-9.CrossRef X. Ma, F. Li, J. Cao, J. Li, Z. Sun, G. Zhu, S. Zhou, Mater Sci Eng: A, 2018, vol. 710, pp. 1-9.CrossRef
30.
Zurück zum Zitat P. Barriobero-Vila, J. Gussone, K. Kelm, J. Haubrich, A. Stark, N. Schell, G. Requena, Mater Sci Eng: A, 2018, vol. 717, pp. 134-143.CrossRef P. Barriobero-Vila, J. Gussone, K. Kelm, J. Haubrich, A. Stark, N. Schell, G. Requena, Mater Sci Eng: A, 2018, vol. 717, pp. 134-143.CrossRef
31.
Zurück zum Zitat T. Yao, K. Du, H. Wang, Z. Huang, C. Li, L. Li, Y. Hao, R. Yang, H. Ye, Acta Mater, 2017, vol. 133, pp. 21-29.CrossRef T. Yao, K. Du, H. Wang, Z. Huang, C. Li, L. Li, Y. Hao, R. Yang, H. Ye, Acta Mater, 2017, vol. 133, pp. 21-29.CrossRef
32.
Zurück zum Zitat T. Fang, W. Li, N. Tao, K. Lu, Sci, 2011, 331, 1200177. T. Fang, W. Li, N. Tao, K. Lu, Sci, 2011, 331, 1200177.
33.
Zurück zum Zitat X. Ma, F. Li, J. Cao, J. Li, H. Chen, C. Zhao, Mater Design, 2017, vol. 114, pp. 271-281.CrossRef X. Ma, F. Li, J. Cao, J. Li, H. Chen, C. Zhao, Mater Design, 2017, vol. 114, pp. 271-281.CrossRef
34.
Zurück zum Zitat N. Guo, X. Li, M. Xiao, R. Xin, L. Chai, B. Song, H. Yu, L. Li, Adv Eng Mater, 2016, vol. 18, pp. 1738-1746.CrossRef N. Guo, X. Li, M. Xiao, R. Xin, L. Chai, B. Song, H. Yu, L. Li, Adv Eng Mater, 2016, vol. 18, pp. 1738-1746.CrossRef
35.
Zurück zum Zitat C. Wang, F. Li, J. Li, J. Dong, F. Xue, Mater Sci Eng: A, 2014, vol. 598, pp. 7-14.CrossRef C. Wang, F. Li, J. Li, J. Dong, F. Xue, Mater Sci Eng: A, 2014, vol. 598, pp. 7-14.CrossRef
36.
Zurück zum Zitat L. Sun, K. Muszka, B. Wynne, E. Palmiere, Palmiere, Acta Mater, 2014, vol.66, pp. 132-149.CrossRef L. Sun, K. Muszka, B. Wynne, E. Palmiere, Palmiere, Acta Mater, 2014, vol.66, pp. 132-149.CrossRef
37.
Zurück zum Zitat N. Guo, Z. Zhang, Q. Dong, H. Yu, B. Song, L. Chai, C. Liu, Z. Yao, M.R. Daymond, Mater Design, 2018, vol. 143, pp.150-159.CrossRef N. Guo, Z. Zhang, Q. Dong, H. Yu, B. Song, L. Chai, C. Liu, Z. Yao, M.R. Daymond, Mater Design, 2018, vol. 143, pp.150-159.CrossRef
38.
Zurück zum Zitat X. Ma, F. Li, J. Cao, Z. Sun, Q. Wan, J. Li, Z. Yuan, J Alloy Compd, 2017, vol. 703, pp. 298-308.CrossRef X. Ma, F. Li, J. Cao, Z. Sun, Q. Wan, J. Li, Z. Yuan, J Alloy Compd, 2017, vol. 703, pp. 298-308.CrossRef
39.
40.
Zurück zum Zitat R. Pippan, F. Wetscher, M. Hafok, A. Vorhauer, I. Sabirov, Adv Eng Mater, 2006, vol. 8, pp. 1046-1056.CrossRef R. Pippan, F. Wetscher, M. Hafok, A. Vorhauer, I. Sabirov, Adv Eng Mater, 2006, vol. 8, pp. 1046-1056.CrossRef
41.
Zurück zum Zitat W. Chen, Q. Sun, L. Xiao, J. Sun, Metall Mater Trans A, 2012, vol. 43, pp. 316-326.CrossRef W. Chen, Q. Sun, L. Xiao, J. Sun, Metall Mater Trans A, 2012, vol. 43, pp. 316-326.CrossRef
42.
Zurück zum Zitat X. Ma, F. Li, X. Fang, Z. Li, Z. Sun, J. Hou, J. Cao, J Alloy Compd, 2019, vol. 784, pp.111-116.CrossRef X. Ma, F. Li, X. Fang, Z. Li, Z. Sun, J. Hou, J. Cao, J Alloy Compd, 2019, vol. 784, pp.111-116.CrossRef
43.
Zurück zum Zitat W. Xu, X. Wu, M. Calin, M. Stoica, J. Eckert, K. Xia, Scripta Mater, 60, 1012-1015 (2009)CrossRef W. Xu, X. Wu, M. Calin, M. Stoica, J. Eckert, K. Xia, Scripta Mater, 60, 1012-1015 (2009)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat T. Duerig, J. Albrecht, D. Richter, P. Fischer, Acta Metall, 1982, vol. 30, pp. 2161-2172.CrossRef T. Duerig, J. Albrecht, D. Richter, P. Fischer, Acta Metall, 1982, vol. 30, pp. 2161-2172.CrossRef
45.
Zurück zum Zitat Y. Chai, H. Kim, H. Hosoda, S. Miyazaki, Acta Mater, 2009, vol. 57, pp. 4054-4064.CrossRef Y. Chai, H. Kim, H. Hosoda, S. Miyazaki, Acta Mater, 2009, vol. 57, pp. 4054-4064.CrossRef
46.
Zurück zum Zitat M. Kružík, A. Mielke, T. Roubíček, Meccanica, 2005, vol. 40, pp. 389-418.CrossRef M. Kružík, A. Mielke, T. Roubíček, Meccanica, 2005, vol. 40, pp. 389-418.CrossRef
47.
Zurück zum Zitat A. Zafari, X. Wei, W. Xu, K. Xia, Acta Mater, 2015, vol. 97, pp. 146-155.CrossRef A. Zafari, X. Wei, W. Xu, K. Xia, Acta Mater, 2015, vol. 97, pp. 146-155.CrossRef
48.
Zurück zum Zitat W. Xu, K. Kim, J. Das, M. Calin, B. Rellinghaus, J. Eckert, Appl Phys Lett, 2006, vol. 89, pp.031906.CrossRef W. Xu, K. Kim, J. Das, M. Calin, B. Rellinghaus, J. Eckert, Appl Phys Lett, 2006, vol. 89, pp.031906.CrossRef
49.
Zurück zum Zitat S. Sadeghpour, S. Abbasi, M. Morakabati, J Alloy Compd, 2015, vol. 650, pp.22-29.CrossRef S. Sadeghpour, S. Abbasi, M. Morakabati, J Alloy Compd, 2015, vol. 650, pp.22-29.CrossRef
50.
Zurück zum Zitat T. Grosdidier, M.-J. Philippe, Mater Sci Eng: A, 2000, vol. 291, pp. 218-223.CrossRef T. Grosdidier, M.-J. Philippe, Mater Sci Eng: A, 2000, vol. 291, pp. 218-223.CrossRef
51.
Zurück zum Zitat D. Ping, Y. Yamabe-Mitarai, C. Cui, F. Yin, M. Choudhry, Appl Phys Lett, 2008, vol. 93, pp. 151911.CrossRef D. Ping, Y. Yamabe-Mitarai, C. Cui, F. Yin, M. Choudhry, Appl Phys Lett, 2008, vol. 93, pp. 151911.CrossRef
52.
Zurück zum Zitat C. Wei, Y. Shanshan, L. Ruolei, S. Qiaoyan, X. Lin, S. Jun, Rare Metal Mat Eng, 2015, vol. 44, pp. 1601-1606.CrossRef C. Wei, Y. Shanshan, L. Ruolei, S. Qiaoyan, X. Lin, S. Jun, Rare Metal Mat Eng, 2015, vol. 44, pp. 1601-1606.CrossRef
53.
Zurück zum Zitat Y. Ren, F. Wang, S. Wang, C. Tan, X. Yu, J. Jiang, H. Cai, Mater Sci Eng: A, 2013, vol. 562, pp. 137-143.CrossRef Y. Ren, F. Wang, S. Wang, C. Tan, X. Yu, J. Jiang, H. Cai, Mater Sci Eng: A, 2013, vol. 562, pp. 137-143.CrossRef
Metadaten
Titel
Achieving Gradient Martensite Structure and Enhanced Mechanical Properties in a Metastable β Titanium Alloy
verfasst von
Xinkai Ma
Fuguo Li
Zhankun Sun
Junhua Hou
Xiaotian Fang
Yuntian Zhu
Carl C. Koch
Publikationsdatum
08.03.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 5/2019
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-019-05157-5

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