近日，加拿大多倫多大學(xué)材料系鄒宇教授課題組和北京航空航天大學(xué)何蓓副研究員合作，研究了激光增材制造Ti-6Al-2Zr-Mo-Zr鈦合金的微觀組織結(jié)構(gòu)、微觀力學(xué)性能、微觀變形行為及其與宏觀塑性性能之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，激發(fā)微觀尺度的剪切帶能有效提升增材制造鈦合金的塑性變形能力。相關(guān)成果發(fā)表在International Journal of Plasticity上，第一作者為多倫多大學(xué)博士生劉志穎，主要合作者為北京航空航天大學(xué)博士生李仁楷。

該工作先是表征了激光增材制造沉積態(tài)和兩種熱處理態(tài)（低于相轉(zhuǎn)變溫度的雙重退火和高于相轉(zhuǎn)變溫度的隨爐冷卻）Ti-6Al-2Zr-Mo-Zr鈦合金的微觀組織結(jié)構(gòu)，并對3種樣品進行了原位拉伸測試。拉伸結(jié)果表明沉積態(tài)和雙重退火樣品具有更加優(yōu)異的強度和拉伸塑性。原位表征發(fā)現(xiàn)沉積態(tài)和雙重退火樣品均出現(xiàn)了兩種微觀變形特征。

該研究首次發(fā)現(xiàn)了可以通過激活微觀剪切帶提升增材制造金屬材料的韌塑性，同時提出了通過調(diào)控鈦合金組織結(jié)構(gòu)（組成相的結(jié)構(gòu)形貌和空間分布）和微觀力學(xué)性能（組成相的硬度）來激發(fā)不同的微觀塑性變形行為（滑移帶和剪切帶），從而提升鈦合金整體的塑性變形能力。