曲选辉、陈刚教授团队成果再登Nature Communications顶 刊!

2026年11月3日，我院曲选辉、陈刚教授团队研究成果以“Strategically tuning oxygen in multiple phases for highperformancetitaniumalloys”为题发表在《Nature Communications》期刊。我校为该论文的*通讯单位，曲选辉、陈刚教授，辽宁材料实验室李秀艳研究员，新西兰奥克兰大学Peng Ca0教授，以及澳大利亚昆士兰大学Jin Zou教授为共同通讯作者，我校博士生刘畅、陈佳男为共同*作者。辽宁材料实验室、澳大利亚昆士兰大学、新西兰奥克兰大学、中国科学院物理研究所、上海理工大学、明月湖实验室、中南大学、宁波钛新材料技术有限公司为该论文的合作单位。

钛合金具有低密度、高比强度、优异耐蚀性、良好生物相容性以及无磁等特点，成为航空航天、海洋工程、生物医用等领域不可或缺的关键材料。根据晶体结构类型，钛合金通常可分为a型(密排六方结构)、B型(体心立方结构)以及a-B双相型三种不同种类。氧作为一种典型的间隙元素，能有效强化钛合金，但会严重损害其塑性。然而，钛的活性高，极易氧化，需要采用严苛的控氧工艺和装备进行生产，这就导致了钛的生产成本一直居高不下，严重限制了其广泛应用。2025年，曲选辉、秦明礼、陈刚教授团队在材料领域顶刊《Nature Materials》上发表了一项研究成果(Lean design ofastrong and ductile dual-phase titanium-oxygen alloy,2025,24:506-512),通过粉体流化改性技术,调控钛粉表面氧化膜，并通过选择性激光熔融技术将足够氧原子引入钛的HCP(a相)晶格中，形成一种富氧的具有FCC结构的新相(y相)，不仅使钛的强度提高了5倍，且塑性仍保持在23.3%，从而创造出了一种高强韧a-y双相钛氧合金。该研究彻底颠覆了氧有害于钛的传统认知，为新型高性能钛合金成分和工艺设计提供了新的发展思路。

基于上述新发现，团队持续开展了氧调控高强韧钛合金的创新研究。其中，Ti-6Al1-4V是一种应用*广泛的a-B双相钛合金。为了保证一定的塑性，ASTMB265标准将Ti-6Al-4V中的氧含量严格限定在0.20wt.%以下。同样地，团队通过粉体表面富氧改性和选择性激光熔融技术，结合后续热处理工艺，在氧含量达到0.39wt.%情况下，获得了强度和塑性协同提升的效果，合金的室温抗拉强度为1200±30 MPa，屈服强度为1130±35 MPa，伸长率达23.5±1.5%。