仿生异质结构强化铝合金

强韧性同步提升

一种仿植物叶片和蜻蜓翅膀的软硬交替异质结构，使6061-T6铝合金焊接接头的强度与韧性不再相互制约。

姜永恒 · Xinlei, Qiu · Song, Ziheng · Shengguang, Dai · 陈志恺 · 王学雷 · Wu, Chun · Ren, Xin · 孟超

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2024

具体参数

抗拉强度提升

{'zh': '30.6', 'en': '30.6'} %

屈服强度提升

{'zh': '13.6', 'en': '13.6'} %

延伸率提升

{'zh': '102', 'en': '102'} %

技术优势

延伸率翻倍

异质结构产生的应变梯度在界面区域形成高密度位错，提供额外加工硬化能力，使延伸率提高102%。

强韧性同步提升

异质变形诱导应力强化和应变硬化协同作用，打破了焊接接头强度–韧性倒置关系。

工艺简单可控

在常规MIG焊接后直接施加激光表面重熔，通过调整激光条纹间距和分布角度即可优化应力传递。

应用场景

• 铝合金焊接件增强：用仿生异质结构提升铝合金焊接接头强韧性，替代传统焊后热处理。
• 激光表面重熔处理：直接在焊接区制备软硬交替条纹，调控应力分布，无额外增材或变形。
• 结构轻量化：在保持轻量化的同时大幅提升铝合金焊接结构可靠性，利于减薄设计。
• 高强韧焊接结构：提供强韧一体化的焊接方案，适用于需同时承受高应力和大变形的部件。