Uncovering the Intrinsic High Fracture Toughness of Titanium via Lowered Oxygen Impurity Content

材料科学 杂质 断裂韧性 韧性 晶体孪晶 可塑性 氧气 奥氏体 复合材料 冶金 位错 变形(气象学) 微观结构 有机化学 化学
作者
Xiaowei Zou,Wei‐Zhong Han,E. Ma
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (40): e2408286-e2408286 被引量:34
标识
DOI:10.1002/adma.202408286
摘要

Titanium (Ti) and its alloys are known to exhibit room-temperature fracture toughness below 130 MPa m1/2, only about one half of the best austenitic stainless steels. It is purported that this is not the best possible fracture resistance of Ti, but a result of oxygen impurities that sensitively retard the activities of plasticity carriers in this hexagonal close-packed metal. By a reduction of oxygen content from the 0.14 wt% in commercial purity Ti to 0.02 wt%, the mode-Ι fracture toughness of the low-oxygen Ti is measured to be as high as KJ Ic ≈ 255 MPa m1/2, corresponding to J-integral-based crack-initiation toughness of up to JIc ≈ 537 kJ m-2. This extraordinary toughness, reported here for the first time for pure Ti, places Ti among the toughest known materials. The intrinsic high fracture resistance is attributed to the profuse plastic deformation in a significantly enlarged plastic zone, rendered by the pronounced deformation twinning ahead of the crack tip along with ample twin-stimulated 〈c+a〉 dislocation activities, in the absence of impeding oxygen. Controlling the content of a property-controlling impurity thus holds the promise to be a readily applicable strategy to reach for unprecedented damage tolerance in some other structural alloys.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Innocent完成签到,获得积分10
刚刚
星尘1212发布了新的文献求助10
刚刚
森林完成签到 ,获得积分10
刚刚
任全强完成签到,获得积分10
1秒前
顾矜应助chi采纳,获得10
1秒前
英俊的铭应助正直的西牛采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
辞树完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
yhcy发布了新的文献求助10
5秒前
进击的koko发布了新的文献求助10
6秒前
蕊蕊完成签到,获得积分20
6秒前
io12发布了新的文献求助100
6秒前
8秒前
8秒前
鹅鹅Namae应助冷静秀采纳,获得10
9秒前
9秒前
ccc12306发布了新的文献求助10
10秒前
CodeCraft应助zwq采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
SYxYouth完成签到,获得积分10
11秒前
xw发布了新的文献求助10
12秒前
传奇3应助lixiaofan采纳,获得10
12秒前
dr1nk发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
DanYang发布了新的文献求助20
14秒前
14秒前
铃兰完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
充电宝应助杨帅东北师大采纳,获得10
16秒前
旺仔完成签到,获得积分10
16秒前
无忧完成签到,获得积分10
17秒前
清脆的沛容完成签到,获得积分10
17秒前
绵绵冰完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
灵巧乐双发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Anionic polymerization of acenaphthylene: identification of impurity species formed as by-products 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6312690
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8129194
关于积分的说明 17035065
捐赠科研通 5369605
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2850915
邀请新用户注册赠送积分活动 1828714
关于科研通互助平台的介绍 1680949