轻质高强TiAl合金具有低密度、高比强度和优异的高温力学性能等特点，是航空发动机低压涡轮叶片的理想减重材料。然而，TiAl合金的低塑性使其无法承受较高的组织内应力，给合金的熔炼及加工制备带来了困难。同时，内应力的表征也是材料科学的研究难点之一。

近期，中心研究团队通过原位高能同步辐射(in-situ HEXRD)高温变形+热处理分析，首次揭示了TiAl合金在期望服役温度的应力配分和内应力消除过程，定量阐明了不同去应力退火工艺的效果及其微观机制，突破了金属材料去应力退火效果的不确定性以及内应力演化的“黑箱”难题。相关研究发表在金属材料顶级期刊Journal of Materials Science & Technology上。论文第一作者为博士研究生刘旭，通讯作者为宋霖副教授。论文链接：https://authors.elsevier.com/sd/article/S1005-0302(23)00431-0

研究发现，在热变形过程中，α₂相的内应力最大可达γ相的三倍。在随后的800℃退火过程中，合金的内应力在最初的2min内快速下降，在10min后进入平缓区。此后，内应力释放速度明显减缓。而对变形后的钛铝合金进行缓慢升温处理时，内应力于680℃即开始释放，当温度达到约900℃时基本释放完成。定量比较研究发现，800℃退火1小时的效果与自680℃缓慢升温至880℃的效果相当，而后者仅花费了10分钟。研究成果不仅对设计钛铝合金的去应力退火工艺具有重要工程意义，而且也为其它金属材料的热加工和去应力退火工艺优化提供了有力参考。