近日，我院博士研究生金剑波在周圣丰教授的指导下，研究了Cu元素对激光粉床熔融（LPBF）TiNbCu合金微结构和强韧性影响。相关工作以“Microstructure and enhanced strength-ductility of TiNbCu alloys produced laser powder bed fusion”题为发表在金属材料领域权威期刊Materials Science and Engineering: A（一区TOP，IF:6.4）, 金剑波为第一作者，周圣丰教授为通讯作者，暨南大学为第一通讯单位。
为了降低钛及其合金杨氏模量同时兼具优异的强韧性，通常在钛合金中添加β稳定性元素Ta/Nb/Mo/Zr等。但这些元素与Ti在物理和化学特性上存在较大差异，传统方法常常导致加工困难或成形质量差等问题。为此，该研究提出一种激光粉床熔融技术+激光重熔策略相结合成形高致密度Ti35Nb-xCu合金。结果表明，当Cu含量为1 wt%时，合金弹性模量降低到49.1±1.6 GPa。当Cu含量超过3 wt%时，在LPBF循环加热和快速冷却过程中，共析反应被激活，部分过饱和β相转变为纳米级α相和Ti2Cu相(β→α+Ti2Cu)。沿β晶界析出的纳米Ti2Cu颗粒产生钉扎效应，抑制β晶粒生长，阻碍位错运动。因此，在Cu固溶强化、β细晶强化、位错强化和Ti2Cu析出强化共同作用下，Ti35Nb5Cu合金抗拉强度为867.3±24 MPa，延伸率达到11.7±0.5%，表现出优异的综合力学性能。这些研究结果可以为后续TiNbCu合金的应用提供理论指导与技术支撑，为优化材料结构与性能提供参考。
该研究得到了国家重大研究计划（92166112）、国家自然科学基金（52373236）、广东省基础与应用基础研究基金（2020B1515420004）、广西信息材料重点实验室（221012-K）、武汉光电国家实验室开放课题（2021WNLOKF010）、重庆大学机械传动国家重点实验室开放项目（SKLMT-MSKFKT-202102）、广东省国际科技合作项目（2023A0505050103）和中央高校基础研究基金（21622110）资助。
原文连接：https://doi.org/10.1016/j.msea.2023.145889
