研究发现激发微观剪切带能提升增材制造钛合金的韧塑性

近日，加拿大多伦多大学材料系邹宇教授课题组和北京航空航天大学何蓓副研究员合作，研究了激光增材制造Ti-6Al-2Zr-Mo-Zr钛合金的微观组织结构、微观力学性能、微观变形行为及其与宏观塑性性能之间的关系。研究发现，激发微观尺度的剪切带能有效提升增材制造钛合金的塑性变形能力。相关成果发表在International Journal of Plasticity上，第一作者为多伦多大学博士生刘志颖，主要合作者为北京航空航天大学博士生李仁楷。

该工作先是表征了激光增材制造沉积态和两种热处理态（低于相转变温度的双重退火和高于相转变温度的随炉冷却）Ti-6Al-2Zr-Mo-Zr钛合金的微观组织结构，并对3种样品进行了原位拉伸测试。拉伸结果表明沉积态和双重退火样品具有更加优异的强度和拉伸塑性。原位表征发现沉积态和双重退火样品均出现了两种微观变形特征。

该研究首次发现了可以通过激活微观剪切带提升增材制造金属材料的韧塑性，同时提出了通过调控钛合金组织结构（组成相的结构形貌和空间分布）和微观力学性能（组成相的硬度）来激发不同的微观塑性变形行为（滑移带和剪切带），从而提升钛合金整体的塑性变形能力。