西班牙法国团队用X射线揭示增材制造金属断裂机制
2026-05-07 16:00
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维度网讯,来自西班牙IMDEA材料研究所、马德里卡洛斯三世大学及法国、日本合作者的研究团队,在《固体力学与物理学报》上发表了一项研究,详细描述了增材制造金属中的微观孔隙在极端动态载荷下的行为。

研究聚焦于AlSi10Mg和Ti-6Al-4V两种常用于激光粉末床熔融的合金,这些合金容易产生微观孔隙。实验中,样品在法国欧洲同步辐射设施以每秒750米的速度被撞击,并用纳秒分辨率X射线相位对比成像记录内部响应。

成像捕捉到一致的失效序列:冲击波使孔隙坍塌,拉伸应力波导致孔隙重新张开并扩展,最终空洞连接形成层裂。尽管AlSi10Mg和Ti-6Al-4V的断裂形态存在差异,但两者均受相同的空洞生长机制支配。

“这种方法使我们能直接观察增材制造金属在极端载荷下损伤的形成和演化,”IMDEA材料研究所高级研究员Federico Sket博士说。UC3M教授José A. Rodríguez Martínez表示:“我们首次将微观尺度情况与冲击实验宏观信号联系起来。”IMDEA材料研究所研究员Javier García Molleja博士指出:“这篇论文为3D打印金属的动态拉伸断裂提供了新见解,并建立系统方案研究微观孔隙在冲击下的坍塌和层裂。”

研究团队提议将实验框架扩展到其他铝、钛合金及镁等轻质打印金属。

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