[本站讯]近日,机械工程学院李方义教授与李燕乐教授团队在金属增材制造方面取得新进展。相关研究成果以“Anomalous TRIP effect in an additively manufactured metastable high-entropy alloy at cryogenic temperatures: Implications for mechanical properties, microstructural evolution, and deformation mechanism”为题发表在塑性力学领域权威期刊Int J Plasticity(IF:12.8)。山东大学机械工程学院博士后白云建为论文第一作者,李燕乐教授为通讯作者。

亚稳态高熵合金(M-HEAs)因其能够诱发相变诱导塑性(TRIP)与孪晶诱导塑性(TWIP)等效应,展现出卓越的强度‑塑性协同性能。增材制造技术为精准调控M‑HEAs的亚稳态特性提供了新途径,然而目前针对增材制造M‑HEAs在低温环境下的性能研究仍相对匮乏,其微观结构演化规律、变形机制与力学响应尚不明确,这极大限制了该类材料在航空航天、深空探测等低温工程领域的可靠应用。

针对上述挑战,本研究以Co₃₄Cr₂₀Fe₃₄Ni₆Mn₆ M‑HEA为模型体系,系统阐明了制造工艺(铸造与增材制造)及温度(298 K与77 K)对材料力学行为、微观结构演变与变形机制的影响机制。研究发现,相较于传统铸造工艺,增材制造样品在低温下表现出以γ⇌ε可逆相变为核心的异常TRIP效应;材料的变形机制从室温下TRIP与全位错滑移的“协同”作用,转变为低温下二者的“竞争”关系,为深入理解亚稳态合金在极端条件下的相变行为与性能调控提供了新视角。
2025年,团队围绕金属增材制造领域关键难题,在新型粉末设计、工艺在线监测、构件强韧协同调控等方面取得系列研究成果,包括J Mater Process Tech (2025, 344, 119036; 2025, 345, 119051)、Opt Laser Technol(2025, 192, 114150; 2025, 186, 112761)、J Alloys Compd(2025, 1045, 184740)、Mater Sci Eng: A(2025, 946, 149105; 2025, 927, 147898)、J Mate. Res Technol(2025, 39, 26-46)等期刊。以上研究工作得到国家自然科学基金、泰山学者青年专家、山东省优秀青年基金等项目支持。