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摘 要：日本的联合研究团队通过超微细晶粒成功克服了因氧气引起的钛的低温脆性：研究发现，含有0.3wt.%氧气的超微细晶粒多晶纯钛（平均粒径为2微米（μm））在77K时显示出超高强度（～1250兆帕斯卡（MPa））和较大的均匀伸长率（～14%）。通过先进的纳米级材料分析方法和理论计算，本研究阐明了高强度和抑制钛脆性的原因。
关键词：超微细晶粒、钛、钛合金、低温脆性、延展性、氧含量
日本的联合研究团队通过超微细晶粒成功克服了因氧气引起的钛的低温脆性。
氧气作为间隙固溶体原子，存在于钛及钛合金的晶体中，在机械性能方面一直被认为是一把双刃剑——氧气在大幅度提高强度的同时，会显著降低延展性（均匀伸长率）。例如，仅添加浓度低至0.30重量%（wt.%）（～1.0原子%（at.%）的氧气间隙物质，钛在77开尔文（K）的极低温下就会完全变脆。因此，在钛的工业生产中用于除氧的成本会增加。作为克服钛材料这一困境的基本策略，本研究阐明了超微细晶粒的有效性。
研究发现，含有0.3wt.%氧气的超微细晶粒多晶纯钛（平均粒径为2微米（μm））在77K时显示出超高强度（～1250兆帕斯卡（MPa））和较大的均匀伸长率（～14%）。通过先进的纳米级材料分析方法和理论计算，本研究阐明了高强度和抑制钛脆性的原因。