项目完成了超高强定向凝固NiTi-Al基金属间化合物的制备及取向优化控制，并揭示其微观力学行为和强韧化机制。[001]取向合金具有高强度和超线弹性，弹性极限最高可达4%，但其断口组织处未见位错和孪晶等塑性变形特征。[102]取向合金应力应变曲线展现出塑性，弹性极限下降为2%左右，有明显屈服现象，断口处存在{112}<111> 变形孪晶。SEM原位拉伸结果发现[102]取向合金裂纹源首先在脆性强化相Ti2Ni相或Nb /Ti2Ni共生组织中萌生，裂纹扩展缓慢，当应力积累到1500N时，裂纹扩展开裂。断口表面基体组织中发现较为密集的变形迹线，对变形迹线进一步分析表明，它们包括滑移带和孪晶，主要是（-211）<111>位错滑移和（12-1）<-111>变形孪晶。TEM原位拉伸结果进一步证实，在裂纹扩展前未发现位错和孪晶，裂纹扩展同时在裂尖前方应力诱发形变孪晶，释放应力，裂纹沿孪晶界呈锯齿状继续扩展，引发裂尖位错形成，应力不断集中与释放的过程，使裂尖形态不断重复由尖锐变钝过程。TEM高分辨发现在部分变形孪晶界上发现了ω相析出，与基体的取向关系为[-113]B2//[2-1-1-3]ω, (110)B2//(1-101)ω和 (2-11)B2//(0-110)ω，ω相晶格常数与bcc基体关系如下：a_ω=√2 a_bcc，c_ω=√3⁄2 a_bcc，c_ω⁄a_ω ≈0.612，空间群为D_6h^1 (P6⁄mmm)，其惯习面位于bcc基体相的{112}面。高温拉伸时富Nb相和Ti2Ni相动态球化，大量纳米级β-Nb相析出，800℃拉伸时纳米相对位错有一定的钉扎作用。随着拉伸温度增加至900℃，有再结晶现象发生，纳米级β-Nb粗化，Nb的固溶强化作用和对位错钉扎作用减弱，高温强度取决于纳米Nb析出相与位错交互强化作用，Nb析出后引起固溶强化效果弱化以及高温再结晶软化几方面共同作用。在NiTi-Al基合金中发现了一种含20%Nb的新强化相，具有孪晶或非孪晶两种形态，晶体结构确定为底心单斜结构：a = 0.987 nm, b = 0.504 nm, c = 1.172 nm, α = γ = 90°, β = 130.18°，空间群为C2/c。NiTi-Al金属间化合物通过取向优化和成分优化可获得塑性、高强度、高弹性极限的良好匹配。完成了项目的研究内容，并达到研究目标。 2100433B