LPBF镍基合金LoF孔缺陷

缺陷定向调控损伤

孔缺陷几何取向与空间排列主导损伤演化，临界缺陷尺寸达420 μm，尺寸与间距耦合效应加速失效。

Yuzhong, Wang · Guo, Wenhua · Yaru, Zhang · Ma, Kaiyue · Wenxian, Li · Ji, Qianyu · Han, Rui · Chenwei, Wang · Yihui, Zhang · 卢秉恒 · Yuzhong, Wang

Journal of Materials Science and Technology 2026

参数信息

深埋孤立LoF孔缺陷临界尺寸

420 μm

小尺寸孔缺陷簇裂纹扩展速率

59 μm/%

基体开裂倾向增加

28 %

技术优势

跨尺度高保真建模

通过浸入边界法直接嵌入离位XCT数字孔洞几何，无需几何简化，实现内部复杂孔缺陷结构的精确表示。

临界缺陷尺寸明确

深埋孤立LoF孔缺陷的临界尺寸阈值可达420 μm，为无损检测和验收标准提供依据。

揭示小缺陷簇加速失效机制

当孔缺陷间距小于最大孔尺寸三倍时，小尺寸孔缺陷簇（约57 μm）诱导次级裂纹网络，裂纹扩展速率≥59 μm/%，比典型LoF孔缺陷更危险。

取向效应定量化

垂直载荷方向的H-LoF孔缺陷增加基体开裂倾向28%，而平行和垂直缺陷均对强度无显著削弱，甚至可能强化。

应用场景

• 增材制造镍基高温合金部件：量化缺陷尺寸和取向对损伤的影响，优化部件设计与服役安全评估。
• 缺陷容限设计：以420 μm临界尺寸和簇间距准则设定验收标准，实现缺陷容限设计。
• LPBF工艺优化：建立孔缺陷形态-工艺关联，指导参数优化以减少危险缺陷构型。
• 航空航天结构完整性评估：为航空部件中LoF缺陷的损伤容限评估提供物理依据和建模方法。