LPBF 增材制造 β 钛合金强塑性双突破

《LPBF 增材制造 β 钛合金强塑性双突破：1120 MPa 级强度与 35% 伸长率如何兼得？》

近日，一项发表于《Advanced Powder Materials》的研究（DOI: 10.1016/j.apmate.2026.100428）引发关注。针对亚稳 β 钛合金长期存在的 "析出强化 — 塑性退化" 矛盾，研究团队以 Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si 合金为对象，通过激光粉末床熔融（LPBF）技术调控体积能量密度，诱导出 "双尺度调幅分解组织 + 高密度位错 + 细晶" 的复合微观结构，实现了强度与塑性的同步跃升。

力学测试部分： 对三组不同能量输入（42/83/97 J・mm⁻³）的成形试样进行室温单轴拉伸测试，获取工程应力 - 应变曲线。结果显示， A-E83 试样屈服强度达 1120±34 MPa，极限抗拉强度 1177±13 MPa，断后伸长率 35.0±2.2%，较传统固溶 - 水淬态分别提升 31.3%、29.8% 和 127.3%。定量分析进一步揭示，调幅分解强化贡献高达 176 MPa（占比 63.8%），是主导强化机制。这一数据链条的可靠性，取决于拉伸测试环节对微小标距试样装夹、加载速率与应变测量的精准控制 ——LPBF 成形的拉伸试样截面小、载荷低、对力值分辨率和同轴度要求高。

凯尔测控试验机支撑： 此类小尺寸金属试样的高精度表征，正是凯尔测控电磁式动态力学试验系统的强项。其采用自主设计的电磁力电机（20N-12000N 全系列国产化，10 年质保），无机械传动、无回隙，配合高精度载荷 / 位移传感器，可实现微小力值下的精确闭环加载；若需同步观察位错环增殖与调幅分解演变，还可选配扫描电镜原位拉伸台，实现 "加载 + 观测" 一体化；配合高低温环境箱与拉扭复合通道，还能进一步拓展至航空航天服役工况下的复杂载荷评估。

技术亮点： ①工艺 - 结构 - 性能全链条闭环验证；②调幅分解强化贡献量化明确（63.8%）；③为国产高精度力学测试装备在先进金属材料领域的应用提供了样板。