主要观点总结
本文报道了西安交通大学韩卫忠教授团队在钛和钛合金性能方面的最新研究成果。通过降低氧杂质含量，他们成功提高了钛的断裂韧性，甚至超过了大部分金属材料。该成果为设计高强、高韧的钛合金带来了重要启示，并有望大幅提高密排六方金属的变形能力。此外，该团队还研究了金属材料的韧脆转变问题，为调控密排六方金属的变形能力提供了新的思路。研究成果发表在《Advanced Materials》上。
关键观点总结
关键观点1: 韩卫忠教授团队成功突破钛和钛合金的极限性能
通过将商业纯钛的氧杂质含量从0.14wt.%降至0.02wt.%，断裂韧性从117MPa∙m^1/2提升至255MPa∙m^1/2，打破了钛及钛合金的断裂韧性传统认知，证明了低氧钛是目前最有韧性的金属材料之一。
关键观点2: 揭示了钛的超高本征断裂韧性和内在韧化机制
低氧钛的断裂韧性源于其激活了高密度的位错，并形成独特的递进韧化机制。降低氧含量后，大量激活变形孪晶，孪晶界发射高密度位错，显著提高裂尖处的变形密度和塑性区尺寸，使裂纹得到有效钝化。
关键观点3: 研究成果对设计高强、高韧钛合金有重要启示
通过进一步降低Ti-6Al-4V等经典钛合金的氧杂质含量，有望提升其断裂韧性，扩大应用范围并提高服役安全性。此外，该研究还为合金成分设计提供了新思路，有助于实现钛合金强度与断裂韧性的协同提升。
文章预览
“令人兴奋的是，低氧钛的断裂韧性超越了目前已报道的所有商业纯钛和钛合金，甚至超过了大部分金属材料。”西安交通大学 韩卫忠 教授表示。 图 | 韩卫忠（来源： 韩卫忠 ） 近日， 他和团队成功突破了钛和钛合金的极限性能，将商业纯钛的氧杂质含量从 0.14wt.% 降至 0.02wt.%，让其断裂韧性从 117MPa∙m^1/2 提至 255MPa∙m^1/2。 通过本次研究，他们还首次揭示了钛的超高本征断裂韧性，打破了钛及钛合金的断裂韧性均低于 130MPa∙m^1/2 的传统认知，证明低氧钛是目前已知最有韧性的金属材料之一。 总的来说，本次成果为设计高强、高韧的钛合金带来了重要启示。 目前，在航空航天领域为了促进钛合金在某些安全关键负载条件下的应用，人们已经在钛合金中采用了控制氧含量的设计思路，这不仅能提高钛合金的断裂韧性，并已有相关产品实现商业化。
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