本文为一篇综述性质的科学论文，作者为S.L. Semiatin，隶属于Air Force Research Laboratory, Materials and Manufacturing Directorate, Wright-Patterson Air Force Base, OH。这篇文章发表于*Metallurgical and Materials Transactions A*期刊（Volume 51A, June 2020, 页码2593-2609），在线发布时间为2020年1月29日。文章主题为“Overview of the Thermomechanical Processing of α/β Titanium Alloys: Current Status and Future Research Opportunities”。
钛及其合金因其优异的机械性能、耐腐蚀性及轻量化特性，被广泛应用于航空航天、海洋和化工等领域。α/β钛合金作为一种重要的钛合金分类，其组织和性能可通过热机械加工（Thermomechanical Processing，简称TMP）进行调控。TMP主要包括高温变形及随后的热处理步骤，不仅能够赋予材料特定的最终几何形态，还能够通过变形促进材料在动态和静态情况下的组织演化。
本文回顾了现有关于α/β钛合金TMP的研究现状，重点探讨了热加工条件下的塑性流动行为、显微组织演变、缺陷形成及新兴的TMP技术。此外，作者还概述了诸多研究挑战与未来机会，特别涉及TMP的热变形行为、本构建模、组织演变及缺陷控制。
塑性变形机制
在高温变形条件下，α/β钛合金两相内的滑移过程主导了塑性变形行为。
动态回复与塑性流动
α相与β相的应力-应变曲线表现为应变硬化、峰值流动应力及后续的稳态流动或渐进软化，其中的主要机制包括位错累积（应变硬化）以及动态回复（位错消除及晶界迁移）。变形温度低于β转变温度（Tβ）时，具有转变微组织的α/β合金（如板条状或网篮状α）的流动软化现象较显著。软化原因可能与纹理变化、Hall-Petch效应削弱及滑移传递相关。
本构模型
塑性流动行为的建模主要分为经验模型（基于流动应力与Zener-Hollomon参数的关系）及内态变量模型。经验模型可用于描述宏观应力的演变，而内态变量模型通过考虑位错密度、亚晶格结构等来揭示塑性变形的微观机制。
β相动态再结晶（CDRX）
在β相单一场域中的热加工，动态回复与亚晶结构（低角度晶界）形成是主导机制。同时，在晶界附近，可能会经历不连续动态再结晶（DDRX），并形成微观“项链结构”（即细小的晶粒链状结构）。
α相球化
α相板条或片状组织在热加工及随后热处理过程中可以发生动态及静态球化（spheroidization），生成球状α颗粒。在变形过程中，板条α主要通过高角度亚结构裂解及晶界分裂机制实现球化。
粒子粗化
无论是动态还是静态条件，α颗粒的粗化主要由界面扩散控制，符合LSW理论。粗化速率受到温度、相比例及界面能的强烈影响。
变形与转变纹理
不同加工路径导致显著的纹理演变。例如，β场中热加工通常诱导<110> β纤维纹理，而在α/β双相场中的热加工则形成基面平行于压缩方向（ND）的α纹理。奥氏体（β）到马氏体（α）的相变过程中，受变体选择机制影响，同时呈现显著的晶体织构。
在TMP过程中，裂纹、微孔（strain-induced porosity，简称SIP）及粗大晶粒等缺陷可能在变形及热处理条件下形成。缺陷的形成是TMP参数、材料初始组织及热循环共同作用的结果。本文指出了加工不均匀性、组织微纹理（microtexture）的持久性、α与β相界面的局部应力/应变集中是主要控制因素。
文章简要回顾了α/β钛合金的几个新兴加工技术，包括低温超塑性成形及固态连接（如线性摩擦焊及搅拌摩擦焊）。这些新技术在提高成形能力、降低加工温度及避免传统热加工缺陷方面具有潜在应用前景。
科学意义
本文系统性地总结了α/β钛合金TMP的研究现状，涵盖塑性变形行为、显微组织演化及缺陷形成等多个方面，填补了工艺优化及结构调控机制理解上的空白。
应用价值
基于TMP调整钛合金的组织性能，为航空航天及其他关键工业领域复杂几何部件的制备提供了清晰的方向。特别是通过控制α或β相的粗化和球化特性，可显著改善材料的疲劳及断裂韧性性能。
作者对未来的关键研究点提出建议，包括（1）单相α合金高温塑性行为的深度解析；（2）在非稳态温度条件下TMP的变形行为；（3）动态及静态球化与粗化的统一理论建模；（4）利用同步辐射和诸如晶体塑性方法的新工具进一步揭示相变纹理形成。此外，还强调了模拟实验结合理论分析以优化制备工艺的重要性。
这篇综述不仅构建了现有知识的框架，还为未来研究指引了多条清晰的方向，具有很高的理论与实际参考价值。