近期，天水師范學院機電與汽車工程學院教師劉博與蘭州理工大學省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室、金川鎳鈷資源綜合利用國家重點實驗室合作的激光增材制造鎳基高溫合金孿晶界面調控研究取得重要進展，研究成果連續(xù)發(fā)表在國際材料科學領域TOP期刊《Materials Science and Engineering A》（IF: 6.044/Q1)和國際工程技術領域TOP期刊《Additive Manufacturing》（IF:11.632/Q1）上,第一作者均為劉博老師。

研究團隊以沉積態(tài)Inconel 718合金為研究對象，利用其增材制造的獨特初始組織優(yōu)勢，采用直接晶界工程、強塑性變形以及后續(xù)熱處理等手段，構筑不同晶粒尺度下的孿晶界和納米析出相的復合組織，協(xié)同提高合金強度與塑性。

針對傳統(tǒng)晶界工程（GBE）不適用于激光增材制造復雜構件的問題，團隊提出利用增材制造高的殘余內應力（GBE動力學條件）和Inconel 718合金的低層錯能（GBE初始結構條件）特征，通過熱處理（GBE熱力學條件）激活形成了豐富的孿晶界，構筑“孿晶+析出相”復合結構，且更高比例的孿晶有助于提高合金綜合力學性能；研究團隊創(chuàng)新性地提出利用激光增材制造所產(chǎn)生的獨特的多尺度細小組織優(yōu)勢，對沉積態(tài)Inconel 718合金進行形變熱處理，在更為細小的晶粒尺度下獲得了“孿晶+共格納米析出相”復合組織。拉伸變形過程中晶界、孿晶界、析出相與位錯發(fā)生復雜的交互作用，且孿晶界保持良好的結構穩(wěn)定性，協(xié)同提高合金變形抗力和塑性；拉伸時誘導形成了大量的納米孿晶束（TWIP效應）、Lomer-Cottrell位錯鎖以及不同方向層錯切割晶粒（動態(tài)Hall-Petch效應），大幅度提升了合金加工硬化能力，表現(xiàn)出優(yōu)異的強-塑協(xié)同。

上述研究工作為擴大激光增材制造技術應用范圍和突破金屬材料的強-塑不匹配提供了新的思路。