我校機械工程學院青年教師黨曉鳳在國際頂刊《International Journal of Plasticity》發(fā)表最新研究成果
作者:機械工程學院 發(fā)布時間:2025-05-19 14:31:49 瀏覽:
近日,我校機械工程學院青年教師黨曉鳳為第一作者、西安石油大學為第一單位,在塑性力學領(lǐng)域國際頂級期刊《International Journal of Plasticity》(中科院一區(qū)TOP期刊,IF=9.4)上發(fā)表了題為《Shear banding mediated fracture mechanisms in additively manufactured IN738 superalloys under low-strain-rate loading》的最新研究成果。合作者包括我校鄭杰副教授和竇益華教授。

IN738高溫合金作為航空發(fā)動機熱端部件的關(guān)鍵材料,其斷裂行為直接影響部件可靠性。傳統(tǒng)鑄造工藝因碳化物粗化導致的應變失配裂紋問題長期存在。增材制造技術(shù)是航空航天復雜精密構(gòu)件成型的革命性手段,其中電子束粉末床熔融技術(shù)(Electron Beam Powder Bed Fusion, EBPBF)通過真空高預熱溫度(>1000 °C),顯著降低殘余應力并有效抑制裂紋形成,成為渦輪葉片用高溫合金增材制造的重要技術(shù),但目前對EBPBF制備的高溫合金的斷裂機理認識不足,制約著該技術(shù)的工程應用。
本研究首次揭示了EBPBF制備的IN738高溫合金在低應變率(1×10?3 s?1)拉伸載荷下剪切帶介導的斷裂新機制。通過優(yōu)化電子束掃描策略與熱場控制,成功制備出缺陷率低、柱狀晶<001>織構(gòu)顯著的致密高溫合金,其性能優(yōu)于鑄造IN738合金。研究發(fā)現(xiàn),EBPBF工藝制備的高溫合金中納米碳化物均勻分布,有效抑制裂紋萌生,并通過剪切帶作用實現(xiàn)穿晶斷裂。裂紋擴展路徑中形成的剪切帶伴隨γ'強化相納米化與動態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象,通過位錯滑移與孿生協(xié)同作用耗散裂紋能量,顯著提升了合金的裂紋擴展阻力。該研究為高性能高溫合金的可靠性設計提供了理論支撐。


論文鏈接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0749641925000555
- 文字:黨曉鳳
- 圖片:黨曉鳳
- 編輯:文愛國
- 審核:劉冰