孪生诱导塑性和相变诱导塑性（TWIP/TRIP）能够在高强材料体系中提高材料韧性，这一机制已被大量的研究所证实，在强度方面，通过引入异质结构实现动态Hall-Petch效应和优异加工硬化也是常用手段。然而，变形带在传播过程中与界面（如相界）相互作用时，需要复杂的应变协调机制来缓解应力集中，避免早期失效，目前，在钛合金体系中，马氏体带与孪生带的相互作用机制尚不明确，限制了对其宏观变形行为的深入理解。

北京理工大学的徐舜教授和程兴旺教授作为通讯作者，于2026年1月28日在材料领域的国际期刊《Scripta Materialia》上在线发表了题为“Phase boundary mediated twinning in stress-induced martensitic bands in metastable Ti-6Mo-3.5Cr-1Zr alloy”的研究论文。在本论文中，团队阐述了在Ti-6Mo-3.5Cr-1Zr合金中发现的相界处几何错位最小化在孪生变体选择中的关键作用，直接变现体现为应力诱导马氏体带与残余α'相界相互作用时，会触发二次{1012}孪生作为协调机制，并且优先选择沿<1120>方向与相界相交的变体。

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2026.117192

【核心内容】

研究通过准静态压缩变形激活Ti-6Mo-3.5Cr-1Zr合金中的{332}孪生和应力诱导α'马氏体带（SIMα'），研究发现，相互作用均会触发SIMα'带内的二次{1012}孪生，但变体选择取决于相界处入射带变换平面与协调孪生平面交线的错位角最小化原则。

图形摘要

【研究成果】

① 微观结构表征与变形带相互作用

变形后合金中存在大量SIMα'带和{332}孪生带，其中SIMα'面积分数高达11.6%，这些带作为障碍物，在与SIMα'或{332}孪生相遇时，会发生相互作用，并最终触发二次{1012}孪生。

变形样品的微观结构

② SIMα'带相互作用触发二次孪生的晶体学机制

V5和V2变体间的相界与二次孪生变体T6共享<1120>轴，统计显示97.4%的案例中孪生平面沿<1120>方向与相界相交，这一规律可概括为V_m↔V_n/P_i→Ti或Ti+3，其中m，n=1…12和i=1…6。

SIMα'带之间的相互作用

③ {332}孪生与SIMα'相界相互作用的几何偏好

团队分析了{332}孪生带与SIMα'相界相互作用，发现二次{1012}孪生同样优先选择沿<1120>方向与相界相交的变体，相界平面与孪生平面共享<1120>轴，进一步验证了几何一致性在变体选择中的主导作用。对于SIMα'带相互作用，入射变换平面与相界的交线D0与激活孪生变体交线D1的错位角仅为39.2°，而D2的错位角达77.6°，表明小错位角更利于位错分解和孪生形核，这一原则同样适用于{332}孪生相互作用。

{332}孪晶与SIMα'带之间的相互作用

与平面相关的晶体学几何分析

【总结与展望】

团队揭示了亚稳态钛合金中相界介导孪生变体选择的新机制，强调了二次孪生的变体并非以最大协调能力的主导，而是由几何错位最小化而决定，该研究深化了对TWIP/TRIP效应中应变协调机制的理解，还为通过界面工程优化钛合金强韧性提供了新的理论依据。