研究论文
开放获取
基于异质变形诱导强化理论的增材制造超强韧性镍基复合材料
-
摘要:
研究论文 ● 开放获取阅读更多
1. 文章导读
传统镍基复合材料中的增强颗粒（如陶瓷颗粒、稀土氧化物）通常不具备变形能力，因而使得硬质颗粒与软相基体之间难以产生异质变形诱导强化（Hetero-deformation induced strengthening,HDI strengthening），限制了力学性能的进一步提升。本文提出一种基于实际应用需求的高强韧可变形增强颗粒选择方法，并在镍基复合材料中证实了有效性。具体而言，考虑到镍基高温合金的较高服役温度，本文选择具有优异高温力学性能且可变形的VNbMoTa高熵合金作为增强颗粒，以Inconel 625（IN625）作为基体，基于选区激光熔化技术制备了IN625/VNbMoTa复合材料，并探讨了增强颗粒含量、界面结构与力学性能之间的关系。研究结果表明，VNbMoTa-IN625之间形成了“HEA+Laves”的双层复合界面，其在室温和高温承载过程中均不会发生破坏，可以有效促进几何必需位错的堆积以及载荷传递，因而在可变形的VNbMoTa颗粒与Ni基体之间诱发了显著的HDI强化，实现了优异的综合力学性能。其中，含10 wt% VNbMoTa颗粒的复合材料在室温下屈服强度达1032.5±18.8 MPa、延伸率为11.8%±1.2%；同时，其在650℃下的力学性能几乎不会发生降低，其屈服强度和延伸率分别为1002.9±39.2 MPa和11.9%±0.1%，展现出了优异的抗高温性能。研究成果将有助于增材制造金属基复合材料的创新设计与发展。
下载:
