激光粉末床熔融 Hastelloy X 的微观结构各向异性与尺寸效应对韧性断裂的协同作用机制研究

这篇研究通过微悬臂弯曲试验揭示了激光粉末床熔融(LPBF)制备的Hastelloy X在微观/宏观尺度下的断裂行为差异，创新性提出考虑构建方向与缺口取向的内禀特征长度模型（1.33-1.57mm），为增材制造(AM)构件从微观到宏观的断裂韧性(R-curve)预测提供关键理论依据。

　　

亮点

• LPBF-HX微悬臂试样（数十微米级）的力学响应和断裂行为以韧性撕裂而非传统裂纹扩展为特征

• 原位SEM测试实现了对裂纹扩展过程中局部塑性变形的量化表征

结论

本研究通过激光粉末床熔融(LPBF)制备的Hastelloy X缺口悬臂梁弯曲试验，揭示了微观结构各向异性和尺寸效应对其韧性断裂的影响机制，主要发现：

• 水平试样内禀特征长度_c=1.33mm，垂直试样增至1.57mm

• 裂纹取向（垂直/平行于激光扫描面）显著影响断裂韧性值

• 建立的尺寸效应模型为跨尺度断裂韧性(R-curve)预测提供关键参数

作者贡献声明

Benoit VIEILLE：实验设计、数据获取与论文撰写；Ronan Henry：方法论开发与验证分析；Michael Sealy：跨尺度断裂机制研究指导