增材制造鈦合金的高溫沖擊動態響應和失效機理

近日，寧波大學沖擊與安全工程教育部重點實驗室、華南理工大學、中國工程物理研究院流體物理研究所、德國萊布尼茲固態與材料研究所合作，以劉洋副教授為第一作者、寧波大學為第一署名單位在Additive Manufacturing上發表題為Dynamic compressive properties and underlying failure mechanisms of selective laser melted Ti-6Al-4V alloy under high temperature and strain rate conditions的最新研究成果，該文是在增材制造材料極端服役力學性能和失效機理研究方面取得的新突破。

隨著我國航空航天、國防軍事等事業飛速發展，越來越多的增材制造材料被應用在航天器、武器裝備的關鍵部位。由于服役環境苛刻，這些部件經常會承受高速沖擊載荷的作用，因此要求其在規定的沖擊載荷下能保證結構的完整性和連續性，這對增材制造材料在極端服役環境下的動態承載能力提出了越來越高的要求，但目前該方面的研究比較匱乏。基于此，該團隊聚焦激光增材制造Ti-6Al-4V合金在高溫沖擊載荷下的動態響應和破壞失效機理展開研究，并與傳統鈦合金（軋制態、鑄造態等）進行對比，發現增材制造TC4合金中主要以細小的板條狀馬氏體為主，在高溫沖擊載荷下微觀組織的演變機制除了有動態再結晶，還有變形孿晶伴生的α板條橫向斷裂機制。該研究揭示了極端服役環境下激光增材制造TC4合金的微觀組織演變規律和絕熱剪切破壞機理，為擴大激光增材制造材料及其產品的應用提供了理論基礎。

該研究工作得到了國家自然科學基金、國防科工局科學挑戰計劃、國防重點實驗室裝備預研基金等項目的支持。……