学科建设

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材料工程学院兰亮博士、何博副教授指导研究生在钛合金增材制造领域取得重要进展

时间:2020-06-05来源:研究生处、材料工程学院作者:

近期,我校材料工程学院高温合金精密成型研究团队兰亮博士、何博副教授指导2017级研究生金鑫源(第一作者),在激光喷丸改善电子束增材制造钛合金疲劳性能方面取得重要进展,相关工作以“Effects of laser shock peening on microstructure and fatigue behavior of Ti-6Al-4V alloy fabricated via electron beam melting”为题发表在本学科高水平期刊《Materials Science & Engineering A(2020, 780, 139199), 中科院分区二区。

此外,兰亮博士、何博副教授在激光喷丸改善电子束增材制造钛合金应力状态及晶粒细化机制方面进行深入研究,相关工作以“Microstructural evolution and stress state related to mechanical properties of electron beam melted Ti-6Al-4V alloy modified by laser shock peening” 为题发表在本学科高水平期刊《Journal of Materials Science & Technology(2020, 50, 153–161),中科院分区一区。该项工作为提升增材制造钛合金抗疲劳性能提供了理论指导。



  

电子束选区熔化技术是一种以电子束为热源的粉床增材制造技术,具有能量利用率高、无反射、功率密度高、扫描速度快、真空环境无污染等优点,可成形具有复杂形状的高性能金属零部件,在航空航天、生物医疗、汽车制造等领域有着广阔的应用前景。但是,由于电子束增材制造钛合金样品存在粗大的柱状晶及呈现各向异性等现象,影响了构件的力学性能,表现出较差的疲劳性能。研究团队通过采用激光喷丸技术来改善电子束增材制造钛合金的力学性能,研究表明,经过激光喷丸处理后,电子束增材制造钛合金晶粒显著细化,产生残余压应力,从而提高钛合金构件疲劳性能。



基于粉末床选区熔合法成为了增材制造科研及工业界最具有潜在想象空间和吸引力的技术之一,尤其适用于制备航空航天领域结构复杂、具有精细几何特征的金属零件。通过激光喷丸改善增材制造钛合金构件疲劳性能,将切实推动金属增材制造技术发展,拓展了钛合金的应用领域,具有重要的意义。

该项工作得到了上海市科委“创新行动计划”基础研究项目的资助。同时,研究团队特别感谢于治水教授在电子束增材制造钛合金样品制备方面提供的帮助。


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