块体非晶合金（BMG）是一种性能优异的新型金属材料，但受限于其临界尺寸，非晶合金在制备大尺寸及复杂形状零件方面一直存在瓶颈。近年来3D打印技术成为突破这些限制的重要手段。其中Zr基非晶合金体系由于3D打印成形性好，受到了研究者的广泛关注。然而，目前SLM制备的Zr基非晶合金普遍存在强度低、塑韧性差的问题。如何解决这一问题是能否实现非晶合金实际应用的关键。

近日，华中科技大学材料学院柳林教授研究团队利用粉末床熔融（LPBF）技术3D打印制备出含单一B2-ZrCu相的Zr_47.5Cu_45.5Al₅Co₂非晶合金复合材料样品，实现了LPBF成形非晶合金高强度、高塑性以及断裂韧性的良好结合。相关工作以题为“Toughening additive manufactured Zr-based bulk metallic glass composites by martensite phase transformation”的研究论文发表在Journal of Materials Science & Technology上。论文第一作者为张鹏程博士，通讯作者为柳林教授，通讯单位为华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室。

作者以Zr_47.5Cu_45.5Al₅Co₂非晶合金为对象，通过LPBF技术成功制备了高成形质量的非晶复合材料，通过调控激光功率，可以得到一系列不同非晶含量的样品（50%~95%），其中熔池为完全非晶结构，热影响区为单一B2-ZrCu相。研究发现：当非晶含量为72.65%时，压缩性能及断裂韧性都为最优值，其屈服强度可达1423 MPa，塑性应变为4.65%，且伴随着明显的加工硬化行为，断裂韧性值为53.9 MPa m^1/2。分析表明：压缩塑性的提升是由热影响区中B2-ZrCu相的“TRIP”效应以及热影响区对剪切带扩展的阻碍作用共同导致的。断裂韧性的提升主要取决于缺口处的B2-ZrCu相在力的作用下发生马氏体相变吸收能量，从而抑制裂纹的萌生。

本研究创新地通过在热影响区中诱导析出具有“相变诱导塑性”的韧性晶化相，从而提高了相应样品的力学性能，为未来3D打印非晶合金塑韧化提供了可行的微观结构设计策略。

     文献链接：Toughening additive manufactured Zr-based bulk metallic glass composites by martensite phase transformation, Journal of Materials Science & Technology, https://doi.org/10.1016/j.jmst.2023.06.031.