厕所偷拍

异质金属薄壁构件（如钢/铝异质板）有效集成不同组元金属的性能优势，在航空航天、现代交通等领域的结构轻量化和功能集成化方面具有广阔的应用前景。然而，传统的"先层合结合、后成形"的顺序制造工艺，存在整体开发周期长、工模具成本高、组元间变形极不匹配等问题，极易在后续成形中引发界面分层、开裂或起皱等局部缺陷。现有的无模柔性制造方法（如常规渐进成形或单一增材制造技术）往往难以同时保证宏观成形质量与微观层间结合强度。因此，如何打破“成形”与“层层结合”之间的工艺壁垒，实现高性能异质金属构件的高效柔性一体化制造，一直是该领域的有挑战性的难题。

为解决上述难题，研究团队创新性地提出了一种同步“成形—连接—增材”的无模数字化复合制造新技术（AM-ISF），基本原理如图1所示。通过旋转工具头在对基体钢板进行渐进成形的同时，利用强烈的摩擦搅拌热和法向压力，驱动下层铝合金粉末在低于熔点的固相状态下实现逐层致密化固相再结晶，并与钢板基体完成原位冶金结合，最终一步实现高性能仿生异质构件的一体化制造。

受人体关节“骨骼—软骨”优异承载与抗冲击生物结构的启发，团队通过调控宏微观热力耦合场，成功在构件材料内部原位构筑了多尺度仿生异质结构：钢基体双梯度晶粒组织、铝基体双峰晶粒组织，以及异质连接界面波纹纹理结构，如图2，图3所示。通过多尺度仿生异质结构设计，提高了基体材料的综合力学性能与连接界面的载荷传递稳定性，从而充分发挥了异质金属构件的协同增韧作用。

测试表明：AM-ISF制备的异质材料具有优异的综合力学性能：拉伸屈服强度与抗拉强度分别达到437MPa和580MPa，界面剪切强度高达112MPa，显著优于传统制造方法得到的异质材料，如图4所示。这是因为多尺度异质材料内部由于强弱域晶粒尺寸不均匀及组织失配，诱导了大量几何必须位错（GND）的集聚，其中异质变形诱导（HDI）应力中的背应力贡献率高达76%。这种多尺度的背应力强化机制，从微观层面显著提升了异质材料的协同强韧化能力。

利用该新方法，研究团队成功制备了包括钢/铝、钛/铝在内的多种复杂异质薄壁构件，且在曲面过渡及剧烈变形区域均未发生层间分层与宏观开裂失效，进一步验证了该工艺对复杂工业构件的适用性， 如图5所示。未来工作将重点推进该工艺向纤维/金属等多物相复杂材料体系拓展，并深入开展循环热力耦合场下“工艺—组织—性能”全流程一体化高精度预测模型研究。