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将激光粉末床增材制造块体金属玻璃的断裂韧性与微柱压缩响应相关联

DOI：10.1016/j.msea.2019.138535 期刊：Materials Science and Engineering: A 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 采用选择性激光熔化（SLM）工艺制备的锆基块体金属玻璃，与相同合金的传统吸铸样品进行对比。通过单边缺口梁弯曲实验分析断裂韧性和破坏机制发现，尽管X射线衍射和显微硬度测试结果一致，但激光加工材料的损伤容限显著降低（KQ值从约138.0±13.1降至28.7±3.7 MPa√m）。单轴准静态微柱压缩实验揭示：铸态样品在低于标称0.2%屈服应力时更易发生剪切转变（表现为离散载荷下降），这与更高的宏观韧性相关。差示扫描量热法表明，SLM材料剪切转变能垒的增加无法用相对弛豫状态解释，而是归因于激光加工材料中更高的溶解氧浓度——这会降低结构中的原子迁移率，从而提高引发剪切转变所需的活化能。
作者： James P. Best，Johannes Ast，Bosong Li，Moritz Stolpe，Ralf Busch，Fan Yang，Xiaopeng Li，Johann Michler，Jamie J. Kruzic
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究选择性激光熔化（SLM）与传统吸铸工艺对Zr基块体金属玻璃（BMG）断裂韧性和变形机制的影响。

研究成果

与传统铸造相比，选区激光熔化（SLM）工艺显著降低了锆基块体金属玻璃的断裂韧性，这归因于较高的氧含量增加了剪切转变的活化能。尽管如此，其韧性仍与许多工程合金相当，表明SLM工艺可用于制造具有足够损伤容限的块体金属玻璃部件。

研究不足

该研究仅限于特定的锆基块体金属玻璃，可能无法推广至其他块体金属玻璃。由于尺寸效应，微柱压缩结果可能无法完全代表块体材料的性能。

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