中國粉體網(wǎng)訊  增材制造(又稱3D打印)作為一種新型制造方式，具有制造快捷,、節(jié)省材料和用戶可定制等優(yōu)點(diǎn),，越來越受到航空、航天,、汽車,、醫(yī)療器械等領(lǐng)域的重視,。由于工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的需求,，增材制造材料的疲勞性能（尤其是超高周疲勞性能）和相應(yīng)的疲勞機(jī)理成為增材制造研究領(lǐng)域亟待解決的科學(xué)問題之一。

中國科學(xué)院力學(xué)研究所金屬材料微結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能課題組近期在增材制造鈦合金(Ti-6Al-4V)疲勞特性上開展了系列研究工作,。課題組對(duì)增材制造鈦合金進(jìn)行了疲勞性能測試,，獲得了材料高周及超高周疲勞性能,。通過對(duì)疲勞斷口觀察，報(bào)道了增材制造鈦合金高周及超高周疲勞裂紋均萌生于材料內(nèi)部孔洞及未融合缺陷,，并形成“魚眼狀”斷口形貌的新現(xiàn)象,。這和傳統(tǒng)鍛造金屬材料的疲勞特征與裂紋萌生機(jī)理大不相同。根據(jù)裂紋源尺寸的分布特征,，構(gòu)建了疲勞性能與裂紋尺寸之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)聯(lián),。基于材料疲勞壽命數(shù)據(jù)和疲勞裂紋缺陷尺寸,，進(jìn)行了概率統(tǒng)計(jì)P-S-N分析,，得到該材料的高周、超高周疲勞失效概率與疲勞壽命,、外加載荷的關(guān)系,。此外，為進(jìn)一步探索疲勞裂紋擴(kuò)展特性,，課題組利用原位疲勞加載裝置,，獲得了不同溫度下、不同制備取向的Ti-6Al-4V裂擴(kuò)展速率,，揭示了不同取向增材制造鈦合金疲勞裂紋擴(kuò)展的機(jī)制,。

該研究不僅為增材制造鈦合金的工程應(yīng)用提供了有效的疲勞性能數(shù)據(jù)。同時(shí),，對(duì)于探索增材制造鈦合金的裂紋萌生及擴(kuò)展機(jī)制奠定了理論基礎(chǔ),。

相關(guān)工作近期發(fā)表在疲勞研究領(lǐng)域期刊International Journal of Fatigue，并得到國際同行的高度評(píng)價(jià),。

該研究得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目,、中科院率先行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目支持。

圖：增材制造Ti-6Al-4V材料高周,、超高周疲勞及不同溫度下疲勞裂紋擴(kuò)展性能 (a) 高周,、超高周疲勞測試試樣 (b) S-N曲線 (c) 裂紋源 (d) “魚眼狀”斷口形貌 (e) 裂紋源粗糙度 (f) 超高周疲勞強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分布 (g) 裂紋擴(kuò)展原位測試試樣 (h) 裂紋擴(kuò)展形貌 (i) 不同溫度下、不同制備取向試樣,，裂紋長度隨疲勞周次變化,。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）

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