近期，天水師范學(xué)院機(jī)電與汽車工程學(xué)院教師劉博與蘭州理工大學(xué)省部共建有色金屬先進(jìn)加工與再利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、金川鎳鈷資源綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作的激光增材制造鎳基高溫合金孿晶界面調(diào)控研究取得重要進(jìn)展，研究成果連續(xù)發(fā)表在國際材料科學(xué)領(lǐng)域TOP期刊《Materials Science and Engineering A》（IF: 6.044/Q1)和國際工程技術(shù)領(lǐng)域TOP期刊《Additive Manufacturing》（IF:11.632/Q1）上,第一作者均為劉博老師。

研究團(tuán)隊(duì)以沉積態(tài)Inconel 718合金為研究對象，利用其增材制造的獨(dú)特初始組織優(yōu)勢，采用直接晶界工程、強(qiáng)塑性變形以及后續(xù)熱處理等手段，構(gòu)筑不同晶粒尺度下的孿晶界和納米析出相的復(fù)合組織，協(xié)同提高合金強(qiáng)度與塑性。

針對傳統(tǒng)晶界工程（GBE）不適用于激光增材制造復(fù)雜構(gòu)件的問題，團(tuán)隊(duì)提出利用增材制造高的殘余內(nèi)應(yīng)力（GBE動(dòng)力學(xué)條件）和Inconel 718合金的低層錯(cuò)能（GBE初始結(jié)構(gòu)條件）特征，通過熱處理（GBE熱力學(xué)條件）激活形成了豐富的孿晶界，構(gòu)筑“孿晶+析出相”復(fù)合結(jié)構(gòu)，且更高比例的孿晶有助于提高合金綜合力學(xué)性能；研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出利用激光增材制造所產(chǎn)生的獨(dú)特的多尺度細(xì)小組織優(yōu)勢，對沉積態(tài)Inconel 718合金進(jìn)行形變熱處理，在更為細(xì)小的晶粒尺度下獲得了“孿晶+共格納米析出相”復(fù)合組織。拉伸變形過程中晶界、孿晶界、析出相與位錯(cuò)發(fā)生復(fù)雜的交互作用，且孿晶界保持良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，協(xié)同提高合金變形抗力和塑性；拉伸時(shí)誘導(dǎo)形成了大量的納米孿晶束（TWIP效應(yīng)）、Lomer-Cottrell位錯(cuò)鎖以及不同方向?qū)渝e(cuò)切割晶粒（動(dòng)態(tài)Hall-Petch效應(yīng)），大幅度提升了合金加工硬化能力，表現(xiàn)出優(yōu)異的強(qiáng)-塑協(xié)同。

上述研究工作為擴(kuò)大激光增材制造技術(shù)應(yīng)用范圍和突破金屬材料的強(qiáng)-塑不匹配提供了新的思路。