聚片孪生功能基元序构的高性能TiAl合金

陈光1,2,3，陈奉锐1,3，朱德民1,3，李贵忠1,3，李罗1,3，宋伟东1,3，王子特1,3，相恒高1,3，陈旸1,3，祁志祥1,3（1 南京理工大学 高温轻合金及应用技术全国重点实验室南京研究基地；2 南京理工大学 高端装备铸造技术全国重点实验室；3 南京百炼实验室）

摘要：发展具有变革性的TiAl 合金是航空发动机叶片等热端部件的重点方向，对航空航天高端装备轻量化具有重大意义。针对传统TiAl 合金室温脆性大和长时承温能力低两大世界难题，本团队基于“功能基元序构”材料设计新范式，通过精确调控软相γ-TiAl、硬相α2-Ti3Al 及纳米孪晶等功能基元本征特性和序构参数，显著提升了聚片孪生(polysynthetic twinned，PST) TiAl 合金的强塑性和承温能力。发现了界面类型、片层取向、片层厚度及相比例等序构参数对合金力学性能的决定性作用，澄清了γ 相孪生诱导强塑性、α2相层错提高疲劳强度、α2相变增韧及γ/α2共格界面提高断裂韧性等强韧化物理机制，为探索功能基元序构的高性能TiAl 合金探明了方向。最后，展望了TiAl合金功能基元序构的发展方向。

关键词：聚片孪生TiAl合金，功能基元，序构，强韧化，力学性能