Achievement of Ultralow Elastic Modulus through Optimization of Phase Stability and Recrystallization Texture in Ti–Nb–Fe–Sn Alloys
Source abstract
Abstract
Ti–Nb–Fe–Sn alloys with relatively low Nb content, located near the phase boundary of (β + ω)/β, are designed on the basis of electron‐to‐atom (e/a) ratio, d‐electron alloy design concept, and Mo equivalent (Moeq) aiming at low Young's modulus comparable to human bone. The effect of Sn content and Nb content on the microstructure and the mechanical properties is investigated in Ti–5Nb–3Fe–(0–6)Sn (at%) and Ti–(3–9)Nb–3Fe–4Sn (at%) alloys. The composition dependence of Young's modulus and tensile strength of Ti–Nb–Fe–Sn alloys is analyzed in terms of the phase stability, ω phase, and recrystallization texture. Both Nb and Sn are effective in suppressing the athermal ω phase and stabilizing the β phase. The recrystallization texture is strongly influenced by the content of Sn and Nb. A strong {110}β<001>β Goss texture is formed in the Ti–5Nb–3Fe–(2–4)Sn and Ti–(3–5)Nb–3Fe–4Sn alloys. The Ti–5Nb–3Fe–4Sn alloy exhibits an exceptionally low Young's modulus of 30 GPa due to the combined effects of low stability of the β phase, a small amount of ω phase, and a strong Goss texture.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Titanium Alloys Microstructure and Properties · Intermetallics and Advanced Alloy Properties · Metal and Thin Film Mechanics
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Mechanical Engineering Department College of Engineering King Saud University P.O. Box 800 Riyadh 11421 Saudi Arabia
Graduate School of Pure and Applied Sciences University of Tsukuba Tsukuba Ibaraki 305-8573 Japan
Division of Materials Science Faculty of Pure and Applied Sciences University of Tsukuba Tsukuba Ibaraki 305-8573 Japan
Funding
Japan Society for the Promotion of Science · Iketani Science and Technology Foundation
References (66)
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