近期，机电与汽车工程学院教师刘博与兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室、金川镍钴资源综合利用国家重点实验室合作的激光增材制造镍基高温合金孪晶界面调控研究取得重要进展，研究成果连续发表在国际材料科学领域TOP期刊《Materials Science and Engineering A》（IF: 6.044/Q1)和国际工程技术领域TOP期刊《Additive Manufacturing》（IF:11.632/Q1）上,第一作者均为刘博老师。
研究团队以沉积态Inconel 718合金为研究对象，利用其增材制造的独特初始组织优势，采用直接晶界工程、强塑性变形以及后续热处理等手段，构筑不同晶粒尺度下的孪晶界和纳米析出相的复合组织，协同提高合金强度与塑性。
针对传统晶界工程（GBE）不适用于激光增材制造复杂构件的问题，团队提出利用增材制造高的残余内应力（GBE动力学条件）和Inconel 718合金的低层错能（GBE初始结构条件）特征，通过热处理（GBE热力学条件）激活形成了丰富的孪晶界，构筑“孪晶+析出相”复合结构，且更高比例的孪晶有助于提高合金综合力学性能；研究团队创新性地提出利用激光增材制造所产生的独特的多尺度细小组织优势，对沉积态Inconel 718合金进行形变热处理，在更为细小的晶粒尺度下获得了“孪晶+共格纳米析出相”复合组织。拉伸变形过程中晶界、孪晶界、析出相与位错发生复杂的交互作用，且孪晶界保持良好的结构稳定性，协同提高合金变形抗力和塑性；拉伸时诱导形成了大量的纳米孪晶束（TWIP效应）、Lomer-Cottrell位错锁以及不同方向层错切割晶粒（动态Hall-Petch效应），大幅度提升了合金加工硬化能力，表现出优异的强-塑协同。
上述研究工作为扩大激光增材制造技术应用范围和突破金属材料的强-塑不匹配提供了新的思路。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.msea.2023.144683
https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103491
撰稿：剡晓旭
审核：罗海玉
责编：周绪境
编辑：黄亚珠
编审：罗文研
