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材料工程學院蘭亮博士、何博副教授指導研究生在鈦合金增材制造領域取得重要進展

時間:2020-06-05瀏覽:1013來源:研究生處、材料工程學院作者:

近期,我校材料工程學院高溫合金精密成型研究團隊蘭亮博士、何博副教授指導2017級研究生金鑫源(第一作者),在激光噴丸改善電子束增材制造鈦合金疲勞性能方面取得重要進展,相關工作以“Effects of laser shock peening on microstructure and fatigue behavior of Ti-6Al-4V alloy fabricated via electron beam melting”為題發表在本學科高水平期刊《Materials Science & Engineering A(2020, 780, 139199), 中科院分區二區。

此外,蘭亮博士、何博副教授在激光噴丸改善電子束增材制造鈦合金應力狀態及晶粒細化機制方面進行深入研究,相關工作以“Microstructural evolution and stress state related to mechanical properties of electron beam melted Ti-6Al-4V alloy modified by laser shock peening” 為題發表在本學科高水平期刊《Journal of Materials Science & Technology(2020, 50, 153–161),中科院分區一區。該項工作為提升增材制造鈦合金抗疲勞性能提供了理論指導。



  

電子束選區熔化技術是一種以電子束為熱源的粉床增材制造技術,具有能量利用率高、無反射、功率密度高、掃描速度快、真空環境無污染等優點,可成形具有復雜形狀的高性能金屬零部件,在航空航天、生物醫療、汽車制造等領域有著廣闊的應用前景。但是,由于電子束增材制造鈦合金樣品存在粗大的柱狀晶及呈現各向異性等現象,影響了構件的力學性能,表現出較差的疲勞性能。研究團隊通過采用激光噴丸技術來改善電子束增材制造鈦合金的力學性能,研究表明,經過激光噴丸處理后,電子束增材制造鈦合金晶粒顯著細化,產生殘余壓應力,從而提高鈦合金構件疲勞性能。



基于粉末床選區熔合法成為了增材制造科研及工業界最具有潛在想象空間和吸引力的技術之一,尤其適用于制備航空航天領域結構復雜、具有精細幾何特征的金屬零件。通過激光噴丸改善增材制造鈦合金構件疲勞性能,將切實推動金屬增材制造技術發展,拓展了鈦合金的應用領域,具有重要的意義。

該項工作得到了上海市科委“創新行動計劃”基礎研究項目的資助。同時,研究團隊特別感謝于治水教授在電子束增材制造鈦合金樣品制備方面提供的幫助。


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