2 添加稀土元素对钛合金的性能的影响
2.1 添加稀土元素对钛合金拉伸性能的影响
稀土元素在合金晶界处会因偏析形成弥散第二相，它能阻碍晶界和相界的滑动，提高合金的拉伸强度，但是尺寸较大的第二相也是裂纹萌生的源头，造成高强低韧的发生，对合金性能造成极大破坏[25]。
稀土添加量的不同会对钛合金的室温抗拉强度与伸长率产生不同影响。张凤英[26]等人研究了在TC4中添加适量Nd元素，结果表明Nd的添加虽然能使成形件的室温塑性提高1倍以上，但合金强度却有所下降。对其拉伸断口形貌进行分析发现，当稀土添加量为0.1%时，断口呈韧性断裂特征，韧窝较发达，并且其内可见少量Nd2O3第二相颗粒；当Nd添加量为0.5%时，大部分断面呈现韧性断裂的特征，还有部分解理小平面，两区域间分界线明确，而部分稀土氧化物颗粒成为新的裂纹源，对合金塑性造成严重影响。刘冀尧[27]等人研究发现，Nd的存在使Ti-6Al-4V-2Cr-2Nd合金的晶粒得到显著细化，材料的抗拉强度和伸长率都得到提升。其中Nd的添加量为1%时，抗拉强度和塑性达到最优状态，随着Nd含量的增加，力学性能逐渐降低。
钛合金中氧原子的存在会降低材料的塑性，增加脆性，消除氧对合金的影响能对抗拉强度起到一定的增强作用。Nochovnaya[28]等人研究发现，在VT15中引入0.02%的Gd和0.1%的Dy可使其延伸率从12%增至22%。试样中的Gd、Dy分别与O发生反应，生成的Gd2O3和Dy2O3能对位错运动形成阻碍，这是通过多元成分优化对合金性能进行了改善。 Castro[22]等人在钛合金中直接添加稀土氧化物Y2O3，发现钛合金的强度得到了质的提升，这是由于稀土氧化物弥散分布于晶粒中，阻碍了位错运动。稀土元素掺杂对材料延展性的影响还应视具体情况而定，若基体中氧含量越多，则清除氧原子对材料延展性的增强效果越明显。
