hcp α-Ti 中 Ti3Al 析出的机制

采用透射电子显微镜、原子探针层析成像和小角 X 射线散射相结合的方法，表征了 α-Ti–Al–X 合金中 Ti$_3$Al α$_2$ 有序畴的形核与长大。基于 Ti–7Al（质量分数，wt.%）并含有 O、V 和 Mo 的模型合金在 \SI{550}{\celsius} 下时效至多 \SI{120}{\day}，并在中间时间点观察所得析出相弥散分布。析出相尺寸长大至约 \SI{30}{\nano\metre}，体积分数为 6–10%，具体取决于第三组元溶质。发现间隙 O 提高了 α$_2$ 的平衡体积分数，而 V 和 Mo 影响相对较小。本研究中任一溶质的添加（尤以 Mo 最为显著）均提高了形核密度并减小了析出相尺寸，并可能降低粗化速率。粗化可用 Lifshitz-Slyozov-Wagner 模型描述，表明其为基体扩散控制的粗化机制（而非由界面共格性控制）。发现固溶温度影响形核数密度，其激活能为 $E_{\mathrm{f}} = 1.5\pm{}0.4$~eV，支持了空位浓度影响 α$_2$ 形核的假设。所有溶质均提高形核数密度的观察结果亦与空位控制形核机制一致。