难熔多组元Ti−Nb−Zr−W合金随成分变化弹塑性和扩散性能的高通量探索

组合材料合成和分析方法能够很好地描述Ti−Nb−Zr−W体系难熔多元合金的弹塑性和扩散特性。在1273 K温度固溶退火25 h后制备6组Ti−Nb−Zr−W四元扩散偶,并对其开展电子探针显微分析和纳米压痕测试。随后,采用Oliver−Pharr和反向分析算法等方法获得Ti−Nb−Zr−W体系宽广成分范围的随成分变化弹塑性。此外,采用机器学习和实用高效数值回归方法分别建立Ti−Nb−Zr−W体系体心立方相的弹塑性和互扩散系数数据库。同时,提出由杨氏模量与主互扩散系数之比所定义的热加工性能参数来评估热加工过程行为。最后,讨论难熔多元合金的耐磨性并进行实验验证。结果表明,低钨含量的富Ti难熔多元合金具有高硬度、良好的耐磨性、高应力和良好的热加工性能,而高钨含量并不能改善富Ti难熔合金的弹塑性。

体心立方Ti-Nb-Zr-Sn合金力学和扩散性能的高通量研究

采用纳米压痕和扩散偶相耦合的方法对体心立方富Ti端Ti-Nb-Zr-Sn合金力学和扩散性能开展高通量检测。通过在1273 K固溶退火25 h制备9组四元Ti-Nb-Zr-Sn扩散偶。借助纳米压痕和电子探针等技术实验确定随成分变化的力学性能,并且利用实用高效数值回归方法从四元扩散偶的成分梯度中获取相应的互扩散系数。这套Ti-Nb-Zr-Sn合金随成分变化的力学和扩散性能数据库可用于热加工过程中的加工变形性能分析。结果显示,控制Nb和Sn等溶质元素含量可提高Ti-Nb-Zr-Sn合金的硬度和耐磨性能,而另一种溶质元素Zr能够有效提升合金的热加工变形能力。