High strength and superconductivity in nanostructured niobium–titanium alloy by high-pressure torsion and annealing: Significance of elemental decomposition and supersaturation
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Abstract
Abstract A powder mixture of Nb–47 wt.% Ti (a well-known composition for superconducting magnets) was subjected to severe plastic deformation using high-pressure torsion (HPT) and subsequently annealed at 573 K. Ti gradually dissolved in Nb with increasing shear strain, with a fast kinetics comparable to lattice diffusion at 700–1200 K. At large strains, a complete transition to a nanostructured β phase occurred at room temperature, which is far below the equilibrium temperature of 690 K. Nanoclusters of Ti with a body-centered cubic structure were also detected at large strains. Subsequent annealing led to elemental decomposition, formation of a nanoscale lamellar structure and segregation of Nb at grain boundaries. Superconductivity occurred at temperatures below 9 K, while the transition temperature decreased with increasing shear strain because of supersaturation of Ti in Nb and increased with annealing because of elemental decomposition. The Nb–Ti alloy after HPT exhibited hardness/strength peaks followed by softening at large strains, while hardening occurred after annealing. The maximum hardness, tensile and bending strengths were 4, 1.7 and 2.7 GPa, respectively.
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Research context
OpenAlex topics: Microstructure and mechanical properties · Metal and Thin Film Mechanics · Microstructure and Mechanical Properties of Steels
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References (72)
Show source-provided references
1. Bridgman · Phys Rev · 1935 · 48 · 82510.1103/PhysRev.48.825 ↗
2. Zhilyaev · Prog Mater Sci · 2008 · 53 · 89310.1016/j.pmatsci.2008.03.002 ↗
3. Segal · Russ Metall · 1981 · 1 · 99
4. Valiev · Prog Mater Sci · 2006 · 51 · 88110.1016/j.pmatsci.2006.02.003 ↗
5. Saito · Acta Mater · 1999 · 47 · 57910.1016/S1359-6454(98)00365-6 ↗
6. Bhattacharjee · Int J Mater Res · 2011 · 102 · 17310.3139/146.110465 ↗
7. Valiev · JOM · 2006 · 58 · 3310.1007/s11837-006-0213-7 ↗
8. Valiev · Prog Mater Sci · 2000 · 45 · 10310.1016/S0079-6425(99)00007-9 ↗
9. Pippan · Annu Rev Mater Res · 2010 · 40 · 31910.1146/annurev-matsci-070909-104445 ↗
10. Starink · Acta Mater · 2013 · 61 · 18310.1016/j.actamat.2012.09.048 ↗
11. Baro · Rev Adv Mater Sci · 2001 · 2 · 110.1016/S1468-6996(01)00071-7 ↗
12. Fujita · Mater Sci Eng A · 2004 · 371 · 24110.1016/j.msea.2003.12.042 ↗
13. Divinski · Acta Mater · 2009 · 57 · 570610.1016/j.actamat.2009.07.066 ↗
14. Oh-ishi · Acta Mater · 2013 · 61 · 348210.1016/j.actamat.2013.02.042 ↗
15. Kilmametov · Z Kristallogr Suppl · 2007 · 26 · 33910.1524/zksu.2007.2007.suppl_26.339 ↗
16. Todaka · Scripta Mater · 2008 · 59 · 61510.1016/j.scriptamat.2008.05.015 ↗
17. Edalati · Metall Mater Trans A · 2010 · 41 · 330810.1007/s11661-010-0400-6 ↗
18. Perez-Prado · Scripta Mater · 2008 · 58 · 21910.1016/j.scriptamat.2007.09.043 ↗
19. Edalati · Mater Sci Eng A · 2009 · 523 · 27710.1016/j.msea.2009.07.029 ↗
20. Zhilyaev · Mater Sci Eng A · 2011 · 528 · 349610.1016/j.msea.2011.01.062 ↗
21. Sort · Acta Mater · 2003 · 51 · 638510.1016/j.actamat.2003.08.006 ↗
22. Edalati · Appl Phys Lett · 2013 · 102 · 18190210.1063/1.4804273 ↗
23. Ikoma · Appl Phys Lett · 2012 · 101 · 12190810.1063/1.4754574 ↗
24. Edalati · Appl Phys Lett · 2013 · 103 · 03410810.1063/1.4816082 ↗
25. Valiev · J Mater Sci · 2010 · 45 · 471810.1007/s10853-010-4588-z ↗
26. Straumal · Acta Mater · 2004 · 52 · 446910.1016/j.actamat.2004.06.006 ↗
27. Straumal · Mater Trans · 2012 · 53 · 6310.2320/matertrans.MD201111 ↗
28. Cubero-Sesin · J Mater Sci · 2013 · 48 · 471310.1007/s10853-012-6935-8 ↗
29. Tian · Acta Mater · 2012 · 60 · 26910.1016/j.actamat.2011.09.058 ↗
30. Sauvage · Acta Mater · 2005 · 53 · 212710.1016/j.actamat.2005.01.024 ↗
31. Sauvage · Scripta Mater · 2008 · 58 · 112510.1016/j.scriptamat.2008.02.010 ↗
32. Bachmaier · Philos Mag Lett · 2014 · 94 · 910.1080/09500839.2013.852284 ↗
33. Oh-ishi · J Mater Res · 2000 · 14 · 420010.1557/JMR.1999.0569 ↗
34. Bachmaier · Acta Mater · 2012 · 60 · 86010.1016/j.actamat.2011.10.044 ↗
35. Mathaudhu · IEEE Trans Appl Supercond · 2005 · 15 · 343810.1109/TASC.2005.849044 ↗
36. Mathaudhu · IEEE Trans Appl Supercond · 2007 · 17 · 266010.1109/TASC.2007.899413 ↗
37. Balachandran · IEEE Trans Appl Supercond · 2009 · 19 · 260610.1109/TASC.2009.2018153 ↗
38. Popova · Phys Met Metallogr · 2006 · 101 · 5210.1134/S0031918X06010078 ↗
39. Popov · Mater Sci Eng A · 2011 · 528 · 149110.1016/j.msea.2010.10.052 ↗
40. Lee · Mater Trans · 2012 · 53 · 3810.2320/matertrans.MD201131 ↗
41. Sandim · Supercond Sci Technol · 2006 · 19 · 123310.1088/0953-2048/19/12/002 ↗
42. Beloshenko · Phys Met Metallogr · 2013 · 114 · 99210.1134/S0031918X13090032 ↗
43. Nishizaki · Physica C · 2013 · 493 · 13210.1016/j.physc.2013.03.046 ↗
44. Meingast · J Appl Phys · 1989 · 66 · 597110.1063/1.343625 ↗
45. Cooley · Appl Phys Lett · 1991 · 58 · 298410.1063/1.104689 ↗
46. Heussner · IEEE Trans Appl Supercond · 1995 · 5 · 170510.1109/77.402905 ↗
47. Savitzkii · 1973
48. Poole · 2007
49. Edalati · Mater Sci Eng A · 2011 · 528 · 730110.1016/j.msea.2011.06.031 ↗
50. Sakai · Mater Sci Eng A · 2005 · 393 · 34410.1016/j.msea.2004.11.007 ↗
51. Lee · Scr Mater · 2012 · 67 · 38410.1016/j.scriptamat.2012.05.024 ↗
52. 1992 · vol. 3
53. Pearson · 1958
54. Murray · Bull Alloy Phase Diagr · 1981 · 2 · 5510.1007/BF02873704 ↗
55. Moffat · Metall Trans A · 1988 · 19 · 238910.1007/BF02645466 ↗
56. Edalati · Acta Mater · 2014 · 69 · 6810.1016/j.actamat.2014.01.036 ↗
57. Edalati · Acta Mater · 2014 · 68 · 20710.1016/j.actamat.2014.01.037 ↗
58. Schweigert · Phys Rev Lett · 1998 · 81 · 278310.1103/PhysRevLett.81.2783 ↗
59. Croitoru · Phys Rev B · 2007 · 76 · 02451110.1103/PhysRevB.76.024511 ↗
60. Suematsu · J Phys Conf Ser · 2009 · 150 · 05225010.1088/1742-6596/150/5/052250 ↗
61. Xu · Acta Mater · 2007 · 55 · 20310.1016/j.actamat.2006.07.029 ↗
62. Kawasaki · Acta Mater · 2011 · 59 · 30810.1016/j.actamat.2010.09.034 ↗
63. Edalati · Scr Mater · 2011 · 64 · 88010.1016/j.scriptamat.2011.01.023 ↗
64. Edalati · Mater Sci Eng A · 2011 · 528 · 751410.1016/j.msea.2011.06.080 ↗
65. Srinivasarao · Mater Sci Eng A · 2013 · 562 · 19610.1016/j.msea.2012.11.027 ↗
66. Kirchheim · Acta Mater · 2007 · 55 · 512910.1016/j.actamat.2007.05.047 ↗
67. Kirchheim · Acta Mater · 2007 · 55 · 513910.1016/j.actamat.2007.05.033 ↗
68. Liddicoat · Nat Commun · 2010 · 1 · 6310.1038/ncomms1062 ↗
69. Sauvage · Acta Mater · 2014 · 72 · 12510.1016/j.actamat.2014.03.033 ↗
70. Diffusion in solid metals and alloys
71. Figueiredo · Acta Mater · 2012 · 60 · 319010.1016/j.actamat.2012.02.027 ↗
72. Oberdorfer · Scr Mater · 2010 · 63 · 45210.1016/j.scriptamat.2010.05.007 ↗