因為力學性能、抗腐蝕性能及加工性能的優(yōu)良組合，二相Ti-6Al-4V合金成為最廣泛應用的鈦合金之一。通過將合金顯微組織細化至超細晶（UFG，晶粒尺寸小于0.5～1μm）范圍，使合金的力學性能顯著提高，結果是可以大大拓展合金的應用。通過細化晶粒改善力學性能已使得材料工程領域快速發(fā)展，UFG材料可以通過強塑性變形（SPD）來生產。日漸成熟的SPD技術包括高壓扭轉、等通道轉角擠壓及多向鍛造（MAF）。這些方法的優(yōu)點是使試樣保持原始形狀和尺寸的同時幾乎無限制地累積變形的能力。

　　現(xiàn)在，通過細化晶粒改善合金的強度、硬度、高周疲勞強度及超塑性能業(yè)已獲得一致認可。但是，殊不知顯微組織顯著細化通常會導致與塑性相關性能（拉伸性能、沖擊韌性、抗裂紋擴展性能）的下降，因為這類材料達到應變硬化的能力很低。因此，為了判斷UFG二相鈦合金應用領域的可行性，同時也為了改善這類材料的塑性而需要對UFG二相鈦合金作進一步研究。

　　俄羅斯研究人員研究了通過多向溫鍛生產的UFG二相Ti-6Al-4V合金的最重要的室溫力學性能，并且研究了進一步改善塑性相關性能的方法。

　　研究材料為α/β二相Ti-6Al-4V合金，狀態(tài)為β轉變溫度980℃的Φ40mm的熱軋棒。通過包括一系列沿試樣不同方向的壓縮而獲得合金的超細晶顯微組織，多向鍛造的負載方向為垂直方向，應變速率為～10-3s-1。為了改善UFG合金的塑性，UFG合金試樣需經過二個階段的退火處理，包括550～650℃均熱1小時+水淬，以及480℃均熱2小時。而常規(guī)的加熱強化微晶條件為從945℃水淬+500℃退火3小時。研究結果表明：

　　最終合金組織中α和β顆粒的尺寸為150～500nm，尺寸大小與變形溫度有關。

　　與常規(guī)微晶條件加工的合金性能比較，超細晶材料的室溫強度要高出16～33%，分別為1050MPa和1400MPa。

　　觀察發(fā)現(xiàn)，隨著晶粒度減小，與塑性相關的性能包括拉伸性能、沖擊韌性及斷裂韌性等都隨之下降。但通過退火，伴隨著材料軟化至常規(guī)微晶條件下的強度水平，合金塑性則明顯提高。

　　與強度沒有損失的均勻的UFG顯微組織相比，在UFG基體中形成包含相對大的晶粒的雙態(tài)顯微組織能夠強化與塑性相關的各項性能，這些性能比前者高出20～60%。