鈦合金因其高比強度和優(yōu)異的耐腐蝕性而成為最重要的結構材料之一。但原材料成本高，可加工性差，增加了生產成本。因此開發(fā)具有近凈成形制造能力的低成本、高性能鈦合金勢在必行。

鑄造技術是一種成熟、有效的近凈成形技術，常規(guī)鑄造已用于制備純Ti和Ti-6Al-4V 零件。鑄態(tài)的Ti64 合金具有較大的晶粒和粗大的α 簇，這是其力學性能較差的主要原因。在鑄造應用中，考慮到鑄造后不進行熱機械處理以降低成本，優(yōu)化合金成分以控制鑄態(tài)組織就變得至關重要。香港城市大學的研究人員借助相圖計算方法，開發(fā)出一種新型的強韌性鑄造鈦合金Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe，與 鑄態(tài)Ti-6Al-4V 合金相比，其晶粒尺寸明顯細化，屈服強度和塑性分別提高了19.7%和51.8%。

通過添加質量分數1% 的Cr 和Fe，Ti-6Al-2V-1Cr-1Fe 的過冷能力得到提高，凝固過程中晶粒明顯細化，鑄錠無宏觀偏析現(xiàn)象。細化的晶粒結構、α 板條厚度、固溶強化較高的β 相殘留率促進了Ti 合金強度和塑性的提高。這種新型的低成本合金只含2%的V，有望提高合金的耐蝕性。

相關論文以A new α+β Ti-alloy with refined microstructures and enhanced mechanical properties in the as-cast state為題發(fā)表在Scripta Materialia上。此研究為設計具有近凈成形能力的新一代金屬材料提供了理論基礎。