Deformation twinning in metals and ordered intermetallics-Ti and Ti-aluminides

(Received 19 June 1990, accepted 4 September 1990)

Abstract
The role of deformation twinning in the strength and ductility of metals and ordered intermetallic alloys is examined on the basis of crystallography, energetics and kinetics of deformation twinning. A systematic analysis is made by taking Ti, Ti ₃AI, TiAl, and A1 ₃Ti as four model systems. In comparison with profuse twinning in Ti, the intrinsic difficulty of twinning in Ti ₃A1 is rationalized in terms of the interchange shuffling mechanism. A fault (SISF) dragging mechanism based on the interaction torque explains the physical source for the low mobility of screw superdislocations in TiAl, which may lead to (111) [ 11 ] twin nucleation. In TiAl and A1 ₃Ti alloys, the twin-slip (ordinary) conjugate relationship makes an important contribution to the strain compatibility for high-temperature plasticity. Potentially beneficial alloying additions to promote twinning are discussed.

Résumé
Les conséquences de la déformation par maclage sur la fracture et la ductilité des métaux et alliages intermétalliques ordonnés sont étudiées en fonction de la cristallographie, de l'énergie et de la cinétique des déformations par maclage. Une analyse systématique a été faite en considérant Ti, Ti ₃AI, TiAl et A1 ₃Ti comme quatre systèmes modèles. En comparaison avec le nombre important de maclages observés dans Ti, la difficulté intrinsèque des maclages dans Ti ₃AI est rationalisée en terme de mécanisme d'"interchange shuffling". Un mécanisme de "dragging fault" basé sur l'interaction "torque" explique l'origine physique de la faible mobilité des superdislocations vissées dans TiAl qui peuvent conduire à la nucléation des macles (111) 112. Dans les alliages tels TiAl et A1 ₃Ti, la relation conjuguée entre la macle et le glissement (ordinaire) contribue de façon importante à la compatibilité des contraintes lors de la déformation plastique à haute température. Des effets bénéfiques potentiels liés à des éléments d'addition sur le processus de maclage sont également discutés.