9月26日消息,《自然·材料》(Nature Materials)9月25日刊发香港城市大学(白向仁、华冬鹏等)与天津大学合作研究:通过激光粉末床熔融(LPBF)增材制造加高通量实验加机器学习优化成分与工艺参数,制备出一种含亚10纳米马氏体堆叠层带微结构的超强钛合金。

研究解决了钛合金领域的经典矛盾:纳米结构钛合金力学性能优异,但既要保持纳米晶粒又要成型大尺寸复杂几何件极为困难。团队在以往无法进入的成分-工艺区间内,利用LPBF快速凝固特性驱动马氏体相变,形成亚10纳米堆叠层带组织。

性能数据:屈服强度约1.5GPa,极限抗拉强度超过1.7GPa,均匀延伸率约7.5%,比强度约380MPa·cm³/g——同时具备高强度、良好塑性与可规模化制造三重优势,这在结构钛合金中极为罕见。

方法论意义同样突出:将高通量实验与机器学习嵌入增材制造工艺开发,用数据驱动搜索替代经验试错,突破了传统冶金「成分设计-工艺窗口」的搜索效率瓶颈。这一范式可向其他合金体系迁移,对航空航天轻量化承力构件(如复杂拓扑结构点阵件)的按需设计制造有直接应用前景。 (来源:Nature Materials)