钛合金因具有低密度、高比强度、抗疲劳、耐腐蚀、耐磨性等性能成为航空航天[1~6]、船舶[7]、生物
医学[8~13]等领域中不可或缺的结构材料。然而,随着科学技术的日新月异,钛合金的进一步应用受到一些限
制。例如,钛合金对高温空气中的氧气有很强的吸附作用,氧气会在钛合金表面形成脆性的富氧垢,导致钛合
金性能下降;钛合金对微动疲劳很敏感,这会导致钛合金植入物发生断裂。为了提高钛合金的性能以满足实际
应用的需求,研究人员进行了大量尝试,发现在钛合金中添加适量稀土元素是提高其性能的有效方法之一。
稀土元素被称为“工业维生素”,通常具有净化、改性和合金化等作用[14]。近年来,研究人员在探
究稀土元素对钛合金性能的影响方面做了大量工作,并基于此开发了一系列稀土钛合金(TA12、Ti633G、
Ti600等),这些性能优异的钛合金大大拓宽了其应用领域[15]。本文首先探讨了稀土元素在钛合金中的作用,
包括基体净化以及晶粒细化。其次综述了不同稀土元素对钛合金拉伸、疲劳和蠕变等性能的影响,并总结了
稀土元素影响钛合金性能的微观机理。最后分析了当前对稀土钛合金研究的不足,并就如何开发出综合性能
优异的稀土钛合金提出了一些建议。
1、稀土元素在钛合金中的作用
目前
,研究人员开展了大量有关稀土元素应用于钛合金中的研究,发现稀土元素对钛合金的影响较为复杂,其中基
体净化和细化晶粒是最为突出的两个作用机制,本节主要围绕这两种作用机制展开如下讨论。
1.1
净化作用
稀土元素化学性质活泼,易与钛合金中杂质元素反应,因此可以起到较好的净化效果。例如,
氧元素作为钛合金中主要的杂质元素,其含量显著影响钛合金的微观结构及其抗腐蚀性、塑性、冲击韧性等
[16~18]。然而采用传统的电化学等方法脱氧时,往往会遇到耗电量大、处理时间长、工艺复杂等困难[19]。
由于稀土元素对O表现出很强的亲和力,被认为是最强的脱氧剂,因此在钛合金中加入稀土元素后,O容易被稀
土元素捕获并在晶界处析出稀土氧化物,从而达到净化基体的目的[20~23]。
以稀土元素Ce为例,Li等
[24]使用扫描电子显微镜(SEM)研究了Ti6Al4V-0.1%Ce(质量分数,下同)合金中Ce的分布,发现大量白色颗粒,
如图1a和图1b。利用透射电子显微镜(TEM)以及X射线能谱仪(EDS)发现白色颗粒为Ce及其氧化物,图1c和图1d
中的衍射光斑进一步表明聚集的白色颗粒为CeO2。此外,从图1e中的EDS结果可以看出,Ti6Al4V合金中添加的
Ce不仅可以去除基体中的氧元素,还能去除磷、硫、氯、钙等其他杂质元素。
1.2 细化晶粒
微量稀土元素的添加可以通过溶质效应和成核效应对钛合金的晶粒尺寸和形貌产生影响[25]。丁蓓蓓等[26]
通过对比加入稀土元素Nd和不加入Nd的钛合金的显微组织,发现含Nd钛合金平均晶粒尺寸小于100μm。原因
是Nd加入后在晶界处形成了高熔点难熔化合物,进而在阻碍了位错运动的同时限制了晶粒生长。韩鹏等[27]
研究表明稀土元素Er的添加同样使钛合金中晶粒的尺寸得到了细化。其中,Er主要是以氧化物的形式存在于
钛合金中,其尺寸不超过1μm且分布于片状α相的晶内和晶界处。Zhao等[28]通过光学显微镜(OM)、SEM和
TEM系统地研究了加入不同质量分数稀土元素Y(0,0.1%,0.3%,0.5%,1.0%,质量分数,下同)的Ti-1100合金的显
微组织。发现随着Y的添加量从0增加到1.0%,Ti-1100合金的平均晶粒尺寸从250μm降低到50μm。Guo等[29]
探究了不同CeO2添加量对NiTi合金的影响,发现添加0.03%CeO2的NiTi合金结构致密,表面无明显裂纹和气孔,
密度高达99%。此外,NiTi合金晶粒明显得到细化,平均晶粒尺寸减小至3.53μm,其主要归因于添加CeO2后产
生的非均相成核效应,如图2所示。
稀土元素的原子半径通常较大,加入钛合金后,在晶内或晶界处形
成的第二相粒子可以作为形核点,阻碍晶粒的长大。此外,不同稀土元素的溶解度、熔点以及在高温下的稳定
性不同,溶解度较高的稀土元素更容易均匀分布在钛合金基体中,高熔点稀土元素能在较高温度下稳定存在,
从而能够更有效地细化晶粒。
2、稀土元素对钛合金性能的影响
钛合金中
稀土元素的主要存在形式有三种:溶解在钛合金中;与钛合金中的氧结合形成稀土氧化物;与其他元素形成化
合物。其一方面提高了钛合金中晶核的成核概率和成核速率,另一方面提高了晶核的扩散活化能,阻止了晶核
的生长。在钛合金中添加稀土元素可以通过改变其微观结构来改善钛合金的拉伸、蠕变、疲劳、抗氧化等性能。
2.1 对拉伸性能的影响
钛合金中稀土元素的种类、含量以及稀土元素的添加形式等都
会对钛合金的拉伸性能起到不同的影响。不同稀土元素的添加会形成不同类型和性质的第二相粒子(如氧化
物、氯化物等),适量的第二相粒子可以减少应力集中和潜在的裂纹源,阻碍位错运动,从而提高合金的拉伸性
能。如果稀土元素添加过量,可能会在晶界处形成较大且不均匀的第二相粒子,反而成为应力集中点和裂纹源
,降低合金的拉伸性能。
张凤英等[30]研究了Nd对Ti6Al4V合金拉伸性能的影响,未添加稀土元素
时,Ti6Al4V合金的室温延伸率仅为4%;当Nd添加量为0.1%~0.2%时,室温延伸率提高1倍以上,可达到8%~9.5%。
观察拉伸断裂处形貌发现,断裂处韧窝底部有许多第二相质点析出,根据计算结果分析该析出相为Nd2O3颗粒
。Yan等[31]也对稀土元素Nd进行了研究,结果表明与纯TC11相比,TC11-1.0Nd的抗拉强度增加,通过激光增材
制造工艺制备了含有Nd的TC11合金,并测试了其极限抗拉强度UTS、屈服强度YS、相对伸长率δ、断面收缩率
ψ和显微硬度等力学性能,如表1所示。这是因为Nd在合金中与氧元素反应产生细小的Nd2O3颗粒,可以抑制位
错运动并产生强化效果。
Zhu等[32]在Ti6Al4V合金中加入不同质量分数的Y(Ti6Al4V-
xY,x=0,0.1%,0.3%,0.5%,0.7%),发现抗拉强度随Y含量的增加而波动。这是因为真空熔化过程中,氧原子可以
与Y结合形成Y2O3颗粒,其聚集在晶界处可以细化晶粒,从而有效提高合金强度。但当Y2O3颗粒过多时,会导致
尖端应力集中,增加材料断裂几率,因此要控制Y的添加量。曾立英等[33]在Ti600合金中添加Y元素的研究同
样表明,合金中Y元素大多以Y2O3的形式析出且Y2O3可以明显改善钛合金的高温拉伸性能。Yang等[34]通过真
空电弧熔炼炉将Y2O3纳米颗粒添加到近α-钛合金中,如图3a,通过研究这种合金的微观组织演变发现Y2O3颗
粒细化了β晶粒尺寸,并在随后的β→αs中为αs提供了多余的成核位点。图3b显示,由于载荷传递机制,在
室温或高温下,极限抗拉强度和屈服强度均明显增强。
Yang等[35]研究了添加CeSi2对钛合金性能的
影响,发现CeSi2在合金中主要以含铈氧化物和含铈氯氧化物的形式存在,且CeSi2最佳浓度约为0.5%,超过该
浓度时烧结密度和拉伸伸长率都会随着添加量的增加而下降。这是因为高浓度的O元素会显著脆化钛合金,减
少O元素可以提高钛合金的塑性和延展性,而在钛合金中加入Ce元素,可以有效去除基体中的O,大大提高合金
的延展性。Li等[24]通过添加0.1%的Ce来提高Ti6Al4V合金的性能,添加Ce的Ti6Al4V合金尺寸约为原来的三
分之一,并且表现出(957±47)MPa的抗拉强度和12.3%的伸长率,明显优于不添加Ce的Ti6Al4V合金性能,即
(787±65)MPa和8.8%,如图4a和图4b所示。Xu等[36]采用了真空非自耗电弧炉制备了Ce含量不同的Ti6Al4V-
xCe合金(x=0,0.1%,0.3%,0.5%,0.7%),并系统地研究了Ti6Al4V-xCe合金的显微组织和综合力学性能,发现含
0.5%Ce的Ti6Al4V合金的抗拉强度和延展性显著提高,其中极限抗拉强度达到了978.1MPa,如图4c和图4d。总
之,与Ti6Al4V相比,Ti6Al4V-xCe性能的提高可归因于:Ce的加入降低了Ti6Al4V中杂质元素的含量;Ce细化了
合金中的晶粒尺寸,而细晶粒有助于增强合金的延展性和强度;晶界处形成的CeO2颗粒增加了裂纹运动路径,
避免了裂纹尖端的应力集中,从而降低了裂纹扩展的驱动力。
刘超团队[37]用粉末冶金法制
备了Ti6Al4V-0.5Si-xEr(x=0.4%,0.8%,1.2%,1.6%)合金。通过显微观察发现,随着Er元素含量的增加,合金晶
粒尺寸细化明显,晶粒尺寸由10μm~20μm细化至5μm~10μm。此外,生成的Er2O3颗粒具有高熔点、高硬度和
难以变形等特性,可以作为晶核中心以提高形核率,起到强化作用。拉伸测试结果显示,钛合金的拉伸性能与
稀土元素的含量有关,随着稀土元素Er的增加,其抗拉强度和伸长率先增大后减小。例如,当Er的含量达到
1.2%时,钛合金的抗拉强度达到最大,即930.5MPa,相比于未加入Er元素的钛合金提高了207.5MPa;但当Er的含
量增加到1.6%时,钛合金的抗拉强度又会急剧下降。造成这种非线性变化的原因是:少量的Er元素可以起到细
化晶粒及弥散强化的作用,但随着Er的添加量过高,其生成的Er2O3也会随之增多,影响烧结过程中气体的排出
,并容易产生微裂纹,从而降低钛合金的拉伸性能。
2.2 对蠕变性能的影响
稀土元素可以细
化晶粒、提高钛合金中的晶界活化能、防止晶界滑移,从而有效提高钛合金的抗蠕变性能[38]。此外,Si在高
温钛合金中发挥着重要作用,弥散分布的Si原子以及硅化物颗粒(Ti5Si3或Ti2Si等)可以阻碍位错运动,提高
钛合金的抗蠕变性能。研究发现稀土元素的添加可以增强其分散度,这进一步提升了钛合金的性能。例如,Nd
在Ti55合金中主要起到细化组织、净化基体内部氧元素、形成非共格分散富Nd第二相颗粒以及抑制Ti3X相析
出的作用,这些机制的共同作用使得钛合金具有优异的高温抗蠕变性能[39,40]。张振祺等[41]制备了Ti600
-0.1%Y合金并进行了蠕变实验,结果表明稀土元素Y在合金中形成了最大粒子尺寸不超过1μm的Y2O3颗粒,其
可以促进钛合金中Ti5Si3粒子的均匀分布,通过TEM发现Ti5Si3粒子对基体的变形起到一定的阻碍作用,该粒
子产生的错配应力场能阻碍位错运动,从而提高钛合金的抗蠕变性能。在IMI829钛合金中添加少量稀土元素
Gd,可制备得到Ti633G钛合金。研究表明Gd可以在细化晶粒尺寸的同时提高硅化物(TiZr)8Si的分散度,从而
增强钛合金的抗蠕变性能[42]。
Deng等[43]利用蠕变试验分析了Ti6Al4V-xSi-ySc合金的抗蠕变机理
。表2显示了不同合金(1#-Ti6Al4V,2#-Ti6Al4V-0.25Si,3#-Ti6Al4V-0.3Sc,4#-Ti6Al4V-0.25Si-0.3Sc)的蠕
变应变和稳态蠕变速率,可以看出,Si和Sc明显有助于提高Ti6Al4V合金的抗蠕变性能。在钛合金中,β相是体
心立方结构,蠕变过程中更容易滑动。观察合金微观结构发现Si和Sc的加入使得钛合金中β相减少,导致钛合
金更难发生变形,提高了钛合金的抗蠕变性能。此外,研究发现Sc在钛合金中有三种形态,包括固溶体形
式,Sc2O3氧化物形式(尺寸为600nm~800nm),以及马蹄形Al3Sc形式,其中Al3Sc颗粒可以阻碍位错运动,有利于
提高钛合金的抗蠕变性能。
2.3 对疲劳性能的影响
服役于高温环境中的钛合金材料,疲劳破
坏是其重要失效形式之一[44]。因此,对钛合金的疲劳性能进行详细研究,对于其在航空航天、汽车、船舶等
众多行业中的使用至关重要。邓炬等[42]测试了Ti633G合金的旋转弯曲疲劳性能,结果表明Gd可以通过细化
晶粒、减少晶内滑移长度来改善钛合金的疲劳性能。
Song等[45]在TNTZ合金中掺入不同质量分数的
Y2O3后进行疲劳测试,发现随着Y浓度的增加,Y2O3直径从0.1μm增加至1μm左右,钛合金的疲劳极限先增大后
减小。通常,在合金中具有适当尺寸和适当分布的Y2O3颗粒可以有效地阻挡位错的运动,从而提高合金的抗疲
劳性能。此外,通过观察钛合金微观形貌,发现大部分疲劳裂纹来源于较大的稀土相,而不是较小的稀土相,这
主要是由较大的稀土相颗粒周围局部应力集中所引起的。此外,蔡建明等[46]通过对Ti60钛合金叶片震动疲
劳性能的研究发现,叶片的疲劳寿命与稀土相颗粒的大小有着密切联系,Er元素相颗粒越大,Ti60叶片的疲劳
寿命就越短。稀土元素可以细化晶粒,强化晶界,阻碍晶界处疲劳裂纹的产生,但晶粒大小对钛合金的疲劳性
能影响因合金而异。晶界两侧晶粒分布的不均匀会使得裂纹萌生,降低合金性能。总体而言,疲劳裂纹是否均
源自稀土颗粒,以及稀土相如何影响钛合金疲劳性能的内在机制尚未明确。
2.4 对其他性能的影响
Han等[22]针对Ti6Al4V-xY2O3合金的摩擦磨损实验结果表明,与Ti6Al4V合金相比,Ti6Al4V-0.5%Y2O3合金的耐磨性增加了3.6倍。Ti6Al4V-0.5%Y2O3合金具有最佳的耐磨性归因于Y2O3的添加导致基体中形成了
较多的增强相,起到了扩散强化作用。Weng等[47]研究了稀土元素Sc和Y的少量添加(0.10%)对TNZM合金耐磨
性的影响。结果表明,Sc和Y在TNZM合金中表现出不同程度的固体溶解度,Sc沉淀为亚微米Sc氧化物(直径约
500nm),Y沉淀为微米级富Y氧化物(直径约1μm~3μm),但目前尚不清楚Sc和Y在TNZM合金中沉淀不同的原因。
此外,测试结果表明Sc通过抑制TNZM合金的剥层磨损和磨料磨损,提高了合金的耐磨性,而Y添加对磨损程度或
机理没有影响,如图5所示。相比于Y,Sc在钛合金中的溶解度相对较高,晶粒细化和强化性能好,使其成为优化
TNZM合金的优良添加剂。
除了影响钛合金的耐磨性,稀土元素的添加还会影响其抗氧化性能。稀土元
素可以提高钛合金表面氧化层致密度并使氧化膜与合金基体的结合更紧密。例如,Zhong等[48]研究发现,添
加0.3%Sc的合金表现出优异的抗氧化性能。对热处理后的钛合金表面采用X射线衍射分析(XRD)测试后发
现,Sc的加入抑制了W元素的偏析,同时促进了密度较大的Al2O3薄膜的形成,可以防止合金的氧化反应,如图6
。适量的稀土元素可以提高钛合金的抗氧化性能,但添加过量的稀土元素会诱导钛合金中的金属元素与之形
成的二次相在晶界处偏离,降低钛合金的抗氧化性能[49~51]。
稀土元素对钛合金性能的影响十分复
杂,添加稀土元素可以提高钛合金的各种性能,但对于不同的钛合金基体添加不同的稀土元素及其添加量等均
会产生不同的影响,因此,选择合适的钛合金基体、稀土元素组合、优化添加量对于制备具有最佳性能的钛合
金至关重要。
3、总结与展望
随着航空航天、医疗器械、汽车、化工等领
域对钛合金综合性能要求的日益提高,研究人员正探索改善钛合金性能的新途径。研究表明,稀土元素可以与
钛合金中的氧、硫等杂质元素形成化合物以净化基体;同时在钛合金的晶内或晶界处形成弥散分布的细小颗
粒,作为异质形核核心以起到阻碍晶粒生长的作用。此外,稀土元素在钛合金中形成的第二相粒子,可以阻碍
位错运动、减少晶界与相界的滑移,改善钛合金性能。然而,稀土元素的添加量过高会导致过多的稀土相颗粒
生成,这些颗粒会在钛合金的晶界处偏析,削弱晶界间的结合强度,有
可能成为裂纹源进而降低钛合金
的性能。随着研究人员对稀土钛合金研究的不断深入,稀土元素的作用机理逐渐明确,但是稀土钛合金的发展
还面临着诸多挑战:
1.稀土元素的添加量、添加方式(如金属形式或化合物形式)等都会对钛合金的性
能产生影响,钛合金的多元化也使得合金中元素间的相互作用十分复杂。此外,对相同基础合金中稀土元素之
间差异的研究仍然很少,阻碍了稀土钛合金的进一步发展。
2.稀土元素种类较多,但目前的研究较为
局限,主要集中于Ce、Nd、Y、Er等元素。因此,有必要更广泛地研究稀土元素对钛合金的影响,特别是未被研
究的稀土元素。
3.目前稀土钛合金的生产大多在真空条件下进行,以防止发生氧化或其他不利反应。
然而真空条件下的生产工艺复杂且成本较高,限制了稀土钛合金的广泛应用。
围绕上述问题,未来稀
土钛合金可能的发展方向如下:
1.进一步探究稀土元素种类及其添加量等对钛合金性能的影响及作用
机制。综合利用材料表征技术,如电子显微镜、X射线衍射分析等,研究稀土相颗粒在钛合金中的位置和形态
。通过评估合金的疲劳、拉伸、抗氧化等性能,全面了解稀土元素在钛合金中的作用,以开发综合性能优异的
稀土钛合金。
2.探索稀土钛合金中多元元素间的协同作用,通过机器学习建立稀土钛合金数据库。借
助大量实验数据,建立稀土钛合金性能预测模型,有助于稀土钛合金的设计以及优化。
3.利用计算机
模拟技术研究稀土钛合金。例如,通过有限元分析技术设计出稀土钛合金材料的锻造工艺参数,开发出有效且
低成本的稀土钛合金生产工业流程;通过密度泛函理论(DFT)研究稀土元素与钛合金的相互作用,以及稀土相
颗粒的形成机制等。
参考文献:
[1] ZhaoQY,SunQY,XinSW,ChenYN,WuC,WangH,XuJW,WanMP,ZengWD,ZhaoYQ.High-
strengthtitaniumalloysforaerospaceengineeringapplica-tions:areviewonmelting-forgingprocess
[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2022,845:143260.
[2]
SunXL,LiH,HanYF,LiJX,MaoJW,LuWJ.Compressiveresponseandmicrostructuralevolutionofbi-
modalsizedparticulatesreinforced( TiB + La 2 O 3 ) / Ticomposites[
J].JournalofAlloysandCompounds,2018,732:524-535.
[3]
CuiCX,HuBM,ZhaoLC,LiuSJ.Titaniumalloyproductiontechnology,marketprospectsandindustryde-
velopment[ J].Materials&Design,2011,32 (3):1684-1691.
[4]
WilliamsJC,BoyerRR.Opportunitiesandissuesintheapplicationoftitaniumalloysforaerospacecomponent
s[J].Metals,2020,10(6):705.
[5]
ZhangXS,ChenYJ,HuJL.Recentadvancesinthedevelopmentofaerospacematerials[J].ProgressinAer-
ospaceSciences,2018,97:22-34.
[6]
GrilliML,ValeriniD,SlobozeanuAE,PostolnyiBO,BalosS,RizzoA,PiticescuRR.Criticalrawmaterialssavi
ngbyprotectivecoatingsunderextremeconditions:Areviewoflasttrendsinalloysandcoatingsforaerospac
eengineapplications[ J].Materials( Basel,Switzer-land),2021,14(7):1656.
[7]
NichulU,HiwarkarV.Carbondotcomplimentarygreencorrosioninhibitorforcrystallographicallytextured
BetaCtitaniumalloyformarineapplication:Astateofart
[J].JournalofAlloysandCompounds,2023,962:171116.
[8]
SarrafM,RezvaniGhomiE,AlipourS,RamakrishnaS,LianaSukimanN.Astate-of-the-
artreviewofthefabrica-tionandcharacteristicsoftitaniumanditsalloysforbio-medicalapplications
[J].Bio-DesignandManufactur-ing,2022,5(2):371-395.
[9]
JawedSF,RabadiaCD,KhanMA,KhanSJ.Effectofalloyingelementsonthecompressivemechanicalprop-
ertiesofbiomedicaltitaniumalloys:Asystematicreview[J].ACSOmega,2022,7(34):29526-29542.
[10] IbrahimMZ,SarhanAAD,YusufF,HamdiM.Bio-medicalmaterialsandtechniquestoimprovethetribo-
logical,mechanicalandbiomedicalpropertiesofortho-pedicimplants-Areviewarticle
[J].JournalofAlloysandCompounds,2017,714:636-667.
[11]
BolmaroR,ParauAC,PrunaV,SurmenevaMA,ConstantinLR,AvalosM,CotrutCM,TutuianuR,BraicM,CojocaruDV,
DanI,CroitoruS,SurmenevRA,VladescuA.InvestigationofcastandannealedTi 25 Nb 10
Zralloyasmaterialfororthopedicdevices[J].JournalofMaterialsResearchandTechnology,2019,8
(4):3399-3414.
[12] NiinomiM.Biologicallyandmechanicallybiocompatibletitaniumalloys
[J].MaterialsTransactions,2008,49(10):2170-2178.
[13] YangXY,HutchinsonCR.Corrosion-
wearofβ-Tial-loyTMZF(Ti-12Mo-6Zr-2Fe)insimulatedbodyfluid[J].ActaBiomaterialia,2016,42:429-
439.
[14]
HeYM,LuCY,NiCY,ChenQX,ZhengWJ,WangDH,WeiLF,WangLM,SunY,ZouH,GaoZL,YangJG.Tailoringmicrostructu
reandmechanicalperformanceoftheTC4titaniumalloybrazedjointthroughdopingrare-
earthelementDyintoTi-Cu-Nifilleralloy[J].JournalofManufacturingProcesses,2020,50:255-
265.
[15] 邓炬,杨冠军.稀土元素在钛及钛合金中的作用[J].稀有金属材料与工程 1993,22(5):1-
11.DengJ,YangGJ.Theroleofrareearthelementsinti-taniumanditsalloys
[J].RareMetalMaterialsandEngineering,1993,22(5):1-11.
[16]
JoostWJ,AnkemS,KukljaMM.Interactionbetweenoxygeninterstitialsanddeformationtwinsinalpha-
titani-um[J].ActaMaterialia,2016,105:44-51.
[17]
HuangSX,ZhaoQY,LinC,WuC,ZhaoYQ,JiaWJ,MaoCL.In-situinvestigationoftensilebehaviorsofTi-
6Alalloywithextralowinterstitial[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2021,809:140958.
[18]
YanM,XuW,DarguschMS,TangHP,BrandtM,QianM.Reviewofeffectofoxygenonroomtemperatureductilityoftit
aniumandtitaniumalloys[J].PowderMetallurgy,2014,57(4):251-257.
[19]
OkabeTH,HamanakaY,TaninouchicYK.Directox-ygenremovaltechniqueforrecyclingtitaniumusingmol-
tenMgCl 2salt[J].FaradayDiscussions,2016,190:109-126.[20]
CuiWF,LiuCM,ZhouL,LuoGZ.Characteristicsofmicrostructuresandsecond-phaseparticlesinY-bear-
ingTi-1100alloy[J].MaterialsScienceandEngineer-ing:A,2002,323(1-2):192-197.
[21] 汤慧萍
,刘咏,韦伟峰,陈丽芳.添加稀土元素对粉末冶金 Ti 合金显微组织和力学性能的影响[J].中国有色金属学报
,2004,14(2):244-
249.TangHP,LiuY,WeiWF,ChenLF.Effectofrareearthelementonmicrostructureandmechanicalproper-
tiesofpowdermetallurgyTialloy[J].TheChineseJournalofNonferrousMetals,2004,14(2):244-
249.
[22] HanW,MinJ,DaiGQ,GuoYH,ChangLL,WangYQ,ZhaoET,SunZG,ChangH.EffectofY 2 O 3ad-
ditiononmicrostructureandpropertiesofTi 6 Al 4 Vbyla-sermeltingdeposition
[J].MaterialsScienceandEngi-neering:A,2023,886:145694.
[23]
LuJQ,QinJN,LuWJ,LiuY,GuJJ,ZhangD.Insitupreparationof(TiB+TiC+Nd 2 O 3 ) /
Ticompositesbypowdermetallurgy[J].JournalofAlloysandCom-pounds,2009,469(1-2):116-122.
[24] LiKM,LiuYJ,LiuXC,WuX,ZhouSF,ZhangLC,LiW,ZhangWC.Simultaneousstrength-
ductilityenhancementinas-castTi 6 Al 4 ValloybytraceCe
[J].Materials&Design,2022,215:110491.[25] Tedman-
JonesSN,BerminghamMJ,McDonaldSD,StJohnDH,DarguschMS.Titaniumspongeasasourceofnativenucleiintit
aniumalloys[J].JournalofAlloysandCompounds,2020,818:153353.
[26] 丁蓓蓓,李伯龙,韩鹏,聂
祚仁.Nd 对一种近 α 型高温钛合金热稳定性的影响[J].热加工工艺,2011,40(18):4-
7.DingBB,LiBL,HanP,NieZR.EffectofNdonthermalstabilityofnear-αtitaniumalloy[
J].HotWorkingTechnology,2011,40(18):4-7.
[27] 韩鹏,李伯龙,尹嘉明,刘桐,聂祚仁.Er 对一种
近α 型高温钛合金蠕变性能的影响[J].科学技术与工程,2012,12(17):4124-
4127.HanP,LiBL,YinJM,LiuT,NieZR.EffectofEroncreeppropertiesofanear-αhightemperaturetitani-
umalloy[J].ScienceTechnologyandEngineering,2012,12(17):4124-4127.[28]
ZhaoET,ChenYY,KongFT,ZhangCJ,XiaoSL.Effectofyttriumonmicrostructureandmoldfillingca-
pacityofanear-αhightemperaturetitaniumalloy[J].ChinaFoundry,2012,9(4):344-348.
[29]
GuoYT,XuZZ,LiuYT,LiuMQ,ShaPW,LiLX,YuZL,ZhangZH,RenLQ.Achievingillustriousfrictionandcorrosionr
esistanceonalaserpowderbedfusionnitinolrareearthalloy[J].MaterialsTodayAd-
vances,2023,17:100350.
[30] 张凤英,陈静,谭华,林鑫,黄卫东.稀土钕对激光快速成形 TC4 合金
组织及性能的影响[J].稀有金属材料与工程,2007,36(8):1420-
1424.ZhangFY,ChenJ,TanH,LinX,HuangWD.EffectsofrareearthNdonmicrostructureandmechani-
calpropertiesoflaserrapidformedTC4titaniumalloy[J].RareMetalMaterialsandEngineering,2007,36
(8):1420-1424.
[31]
YanWG,WangHM,TangHB,ChengX,ZhuYY.EffectofNdadditiononmicrostructureandtensileprop-
ertiesoflaseradditivemanufacturedTC11titaniumalloy
[J].TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChi-na,2022,32(5):1501-1512.
[32]
ZhuXH,JiangZL,LiuZ,WangN,XuY.TraceYforas-castTi 6 Al 4 Vtosimultaneousenhancestrength-
ductility[J].JournalofAlloysandCompounds,2023,948:169757.
[33] 曾立英,洪权,毛小南,戚运
莲,赵永庆,苏杭标.不同稀土含量 Ti-600 合金的高周疲劳性能[J].钛工业进展,2015,32(6):23-
26.ZengLY,HongQ,MaoXN,QiYL,ZhaoYQ,SuHB.HighcyclefatiguepropertyofTi-
600alloywithdifferentrareearthelementcontent[J].TitaniumIn-dustryProgress,2015,32(6):23-
26.
[34] YangJH,XiaoSL,ChenYY,XuLJ,WangXP,ZhangDD,LiMG.Effectsofnano-Y 2 O
3additiononthemicrostructureevolutionandtensilepropertiesofanear-αtitaniumalloy
[J].MaterialsScienceandEngi-neering:A,2019,761:137977.
[35]
YangYF,LuoSD,SchafferGB,QianM.Impurityscavenging,microstructuralrefinementandmechanicalpropert
iesofpowdermetallurgytitaniumandtitaniumal-loysbyasmalladditionofceriumsilicide[J].Materi-
alsScienceandEngineering:A,2013,573:166-174.
[36]
XuY,LiuZ,ZhuXH,JiangZL,ChenH,WangN.EffectofrareearthCeadditiononmicrostructureandmechanicalpro
pertiesoftitaniumalloyTi-6Al-4V[J].MaterialsLetters,2023,330:133244.
[37] 刘超,刘国威,
郭雷明,杨继刚,刘克敌,王招招.稀土元素 Er 对 Ti-6Al-4V-0.5Si 合金组织与性能的影响[J].金属热处
理,2020,45(12):222-
226.LiuC,LiuGW,GuoLM,YangJG,LiuKD,WangZZ.EffectofrareearthelementEronmicrostructureandproperti
esofTi-6Al-4V-0.5Sialloy[ J].HeatTreatmentofMetals,2020,45(12):222-226.
[38]
LiS,DengTS,ZhangYH,LiangYQ,LiRX,DongTH.Reviewonthecreepresistanceofhigh-
temperaturetitaniumalloy[J].TransactionsoftheIndianInstituteofMetals,2021,74(2):215-
222.
[39] ZhangSZ,ZhouB,LiuN,ChenLQ.Effectsofmi-crostructureandrare-
earthconstituentontheoxidationbehaviorofTi-5.6Al-4.8Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-0.7Ndti-taniumalloy
[J].OxidationofMetals,2014,81(3):373-382.
[40]
LiGP,LiuYY,LiD,HuZQ.InteractionbetweendislocationsandNd-richphaseparticlesinmelt-quenchedTi-
5AI-4Sn-2Zr-1Mo-0.25Si-1Ndalloy[J].JournalofMaterialsScienceLetters,1995,14(19):1386-
1387.
[41] 张振祺,洪权,杨冠军,罗国珍.Ti600 高温钛合金蠕变前后的组织变化[J].材料工
程,2000,28(10):18-
21.ZhangZQ,HongQ,YangGJ,LuoGZ.ResearchonmicrostructureofTi600alloyaftercreeptest[J].Jour-
nalofMaterialsEngineering,2000,28(10):18-21.
[42] 邓炬,吴之乐,杨冠军,陈杜娟,黄汉良,郑月
秋,段文森,罗国珍.一种稀土改性的先进高温钛合金[J].航空材料学报,1990,10(1):1-
7.DengJ,WuZL,YangGJ,ChenDJ,HuangHL,ZhengYQ,DuanWS,LuoGZ.Anadvancedelevat-
edtemperaturetitaniumalloymodifiedbyarareearthelement
[J].JournalofAeronauticalMaterials,1990,10(1):1-7.
[43]
DengTS,LiS,LiangYQ,SunL,ZhangYH.Effectsofscandiumandsiliconadditiononthemicro-
structureandmechanicalpropertiesofTi-6Al-4Valloy
[J].JournalofMaterialsResearchandTechnology,2020,9(3):5676-5688.
[44]
GaoYK,YaoM,ShaoPG,ZhaoYH.Anothermechanismforfatiguestrengthimprovementofmetallicpartsbyshotpee
ning[J].JournalofMaterialsEngi-neeringandPerformance,2003,12(5):507-511.
[45]
SongX,NiinomiM,NakaiM,TsutsumiH,WangL.ImprovementinfatiguestrengthwhilekeepinglowYoung'smo
dulusofaβ-typetitaniumalloythroughyttri-umoxidedispersion[J].MaterialsScienceandEngi-
neering:C,2012,32(3):542-549.
[46] 蔡建明,李臻熙,曹春晓,黄旭,雷强,张元伟.Ti60 钛合金中
富钕稀土相颗粒对叶片室温振动疲劳性能的影响[J].材料工程,2007,35(8):57-
60.CaiJM,LiZX,CaoCX,HuangX,LeiQ,ZhangYW.EffectofNd-richparticlesonroomtemperaturevi-
brationfatigueofTi60titaniumalloy[J].JournalofMaterialsEngineering,2007,35(8):57-60.
[47]
WengWJ,BiesiekierskiA,LinJX,LiYC,WenCE.Impactofrareearthelementsonnanohardnessandnanowearprope
rtiesofbeta-typeTi-24Nb-38Zr-2Moal-loyformedicalapplications
[J].Materialia,2020,12:100772.
[48]
ZhongXY,DengTS,XiaoWL,ZhongM,LaiYH,OjoOA.EffectofminorScmodificationonthehigh-
temperatureoxidationbehaviorofnear-αTialloy[J].CorrosionScience,2023,217:111122.
[49]
XiaoWL,PingDH,MurakamiH,Yamabe-MitaraiY.MicrostructureandoxidationbehaviorofTi-6Al-2Zr-1Mo-
1V-basedalloyswithScaddition[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2013,580:266-272.
[50]
WuY,UmakoshiY,LiXW,NaritaT.Isothermaloxi-dationbehaviorofTi-
50AlalloywithYadditionsat800and900℃[J].OxidationofMetals,2006,66(5):321-348.
[51]
TanYM,FangHZ,ChenRR,LiuYL,SuYQ,GuoJJ,CuiHZ,ZhangSY,FuHZ.MicroalloyingeffectsofHoonmicrostructu
reevolutionandhightem-peraturepropertiesofTi 46 Al 4 NbMoalloy[J].Interme-
tallics,2020,126:106883.
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