Recently established spherical indentation stress–strain protocols have demonstrated the feasibility of measuring reliably the mechanical responses at different material structure length scales in a broad range of structural alloys. In the present study, we apply these high-throughput protocols on the primary α phase grains in polycrystalline samples of Ti-5Al-2.5Sn, Ti-8Al-1Mo-1 V, Ti-6Al-4 V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo and Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo to aggregate a large experimental dataset that documents systematically the effects of α-phase chemical composition and grain orientation on the measured values of indentation modulus and the indentation yield strength. This dataset is being offered to the materials community in an open repository to allow further analyses of the effect of chemical composition of the α -phase on its single-crystal elastic and plastic properties. This study establishes the feasibility and tremendous value of spherical indentation stress–strain protocols for documenting the grain-scale anisotropic mechanical responses of different α -phase compositions in high-throughput assays. In Part II of this paper, the dataset is analyzed with advanced statistical approaches to estimate the single-crystal elastic stiffness constants and the critical resolved shear strengths (CRSS) of the different Ti alloys studied.

Graphical Abstract

中文翻译：

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多晶样品中初生α-Ti晶粒的机械响应：第一部分-球形压痕应力-应变曲线的测量

最近建立的球形压痕应力-应变方案已经证明了在各种结构合金中可靠地测量不同材料结构长度尺度下的机械响应的可行性。在本研究中，我们将这些高通量方案应用于Ti-5Al-2.5Sn，Ti-8Al-1Mo-1 V，Ti-6Al-4 V，Ti-6Al-2Sn多晶样品的初生α相晶粒-4Zr-2Mo和Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo汇总了一个大型实验数据集，该数据集系统地记录了α相化学成分和晶粒取向对压痕模量和压痕屈服强度测量值的影响。该数据集在一个开放的存储库中提供给材料社区，以允许进一步分析α相的化学组成对其单晶弹性和塑性性质的影响。这项研究建立了球形压痕应力-应变方案的可行性和巨大价值，该方案可用于记录高通量分析中不同α相成分的晶粒尺度各向异性力学响应。在本文的第二部分中，使用先进的统计方法对数据集进行了分析，以估计所研究的各种Ti合金的单晶弹性刚度常数和临界分辨剪切强度（CRSS）。这项研究建立了球形压痕应力-应变方案的可行性和巨大价值，该方案可用于记录高通量分析中不同α相成分的晶粒尺度各向异性力学响应。在本文的第二部分中，使用先进的统计方法对数据集进行了分析，以估计所研究的各种Ti合金的单晶弹性刚度常数和临界分辨剪切强度（CRSS）。这项研究建立了球形压痕应力-应变方案的可行性和巨大价值，该方案可用于记录高通量分析中不同α相成分的晶粒尺度各向异性力学响应。在本文的第二部分中，使用先进的统计方法对数据集进行了分析，以估计所研究的各种Ti合金的单晶弹性刚度常数和临界分辨剪切强度（CRSS）。

图形概要