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本書為安徽省高等學校自然科學研究項目（KJ2019A0113）成果。現實世界廣泛使用的鈦合金基本上是多元多相體系，其性能很大程度上取決於材料製備過程中所形成的微觀結構。材料製備過程中微觀結構演變的定量描述是材料設計的核心，也是材料性能獲得重大突破的關鍵。實現材料製備過程中工藝參數的科學設計和性能最優控制，建立多元Ti合金精確的相圖熱力學數據庫至關重要。但目前，大部分多元合金體系因缺少可靠而必要的熱力學數據，特別是亞穩相的熱力學數據，使得對其凝固或熱處理等過程的精確微觀結構演變模擬難以進行。近年來，如何高效獲得含亞穩相的多元多相合金熱力學數據一直是材料設計領域研究的熱點和難點。本書選擇商業Ti合金中一些重要的多元多相鈦合金體系作為研究對象，採用關鍵實驗、第一性原理計算、相圖計算等方法的集成，在熱力學模型、相平衡、亞穩相、晶體結構、合金凝固等方面開展工作，獲得多元Ti合金體系中穩定相和亞穩相的晶體結構和有限溫度範圍內的熱力學性質，並獲得描述各相的熱力學模型參數，為多元多相Ti合金的微觀結構定量模擬提供關鍵數據，為新型鈦合金的設計提供重要的理論指導。同時建立了一種高效獲得含亞穩相的多元多相鈦合金熱力學數據的新方法，該方法對研究其他多元多相合金材料具有借鑒作用。本書適合相關領域研究人員參考使用。