Origin of the ��-strengthening and embrittlement in ��-titanium alloys: Insight from first principles

The ��-phase precipitates in ��-Ti alloys increase the strength but significantly degrade the ductility of the alloys. In the present work, the mechanism of ��-strengthening and embrittlement is investigated by using a first principles method based on density functional theory. The generalized stacking fault energies of various slip systems in both the �� and �� phases are calculated. The strengthening and embrittlement effects of the �� phase are discussed by comparing the slip energy barriers of slip systems in the �� and �� phases with different orientation relationships. It is found that the slip energy barriers of slip systems in the �� phase, except for (���2020)[0001]��, are much higher than those of slip systems in the �� phase, which explains the ��-strengthening and embrittlement effects. The slip energy barrier of the most active slip system in the �� phase, (���2020)[0001]��, increases with the depletion of Mo and increasing extent of structure collapse, suggesting that aging treatment enhances the ��-strengthening and embrittlement effects.
������������������ ��-�������� �� ��-������������������ �������������� ���������������� �� �������������������� ���� ������������������ ������ ������������������������ ������������������ ������������������������. �� ������������ �������������������� ���������������� �������������������� �� ������������������������ ��-�������� �� ������������ �������������������������������� ������������ ���� ������������ ������������ ���������������������� ������������������. �������������������� �������������������� �������������� ���������������� ���������������� ������ ������������������ ������������ �������������������� �� ���� ��-����������. �������������� �������������������� �� ������������������������ ��-�������� ���������������������� ���������� ������������������ ���������������������������� ���������������� �������������������� ������������ �� ���� ��-���������� �� ���������������������������� ������������������ ���������������������������� ����������������������. ����������������, ������ �������������������� �� ������������������������ ��-�������� �������������� �� �������������� ���������� ���������������� �������������������� ���������������������������� ���������������� �������������������� �� ��-��������, ���� ���������������������� (���2020)[0001]��, ������ �� ��-��������. ������ ���������������� �������������������� Mo �� �������������������� �������������� �������������������� ������������������ ���������������������������� ������������ �������������������� ���������������� ���������������� �������������� (���2020)[0001]�� �� ��-�������� ��������������������������. ������ ������������������������������ ���� ���������������� ���������������� �������������������� �� ������������������������ ��-�������� �� ���������������� ����������������.