摘要：近日，燕山大学机械工程学院陈伟在中科院1区TOP期刊《Virtual and Physical Prototyping》上发表了题为“Achieving balanced mechanical properties in additively manufact

近日，燕山大学机械工程学院陈伟在中科院1区TOP期刊《Virtual and Physical Prototyping》上发表了题为“Achieving balanced mechanical properties in additively manufactured maraging steel matrix composites through Phase engineering”的研究论文。该研究利用LPBF技术，通过相工程策略改变基体的相结构、晶粒结构与位错结构，并引入高密度碳化物颗粒，来提高材料的力学性能。燕山大学机械工程学院陈伟为第一/通讯作者，天津大学徐连勇教授、中国石油大学（华东）蒋文春教授为论文的共同通讯作者，哈尔滨工业大学的林丹阳副教授为论文的共同作者。

导读

传统激光粉末床熔融（LPBF）成型的马氏体时效钢虽以高强度著称，但其快速冷却形成的单一马氏体结构导致延展性严重受限（均匀延伸率仅5.3%）。后处理热处理虽可调控析出相，却难以解决材料本征脆性问题，且易引发晶粒粗化或有害相析出。本研究通过相工程（Phase Engineering）策略，精准调控材料相组成、稳定性及空间分布，突破强度与延展性的传统互斥瓶颈。在增材制造中，创新性调控马氏体时效不锈钢的合金粉末，实现从马氏体到奥氏体的相结构转变，形成稳态奥氏体基体；同时利用Cr/C元素在胞壁的偏析效应，诱导M₂₃C₆纳米碳化物沿胞界原位析出，构筑位错钉扎网络。这一多尺度协同设计同步提升了材料强度与延性，其均匀延伸率提高近4倍、屈服强度提高20%，为高性能服役部件的制造开辟了新途径。

主要附图

图1. 成形材料的SEM形貌演变与机理解释图。

图2. 成形材料的相与晶粒结构演变图。

图3. 成形试样的平衡相含量随温度的变化关系以及含铬当量与镍当量坐标值的舍夫勒相图。

图4. 平行于构建方向平面的试样的TEM分析。

图5. 试样的非平衡凝固过程及微观结构演化示意图。

图6. 成形试样的应力-应变曲线以及加工硬化率曲线及其与其它增材制造马氏体钢拉伸性能的对比。

图7. 断裂试样的水平截面的EBSD微观结构。

图8. 断裂试样的水平截面的TEM微观结构。

论文作者简介

陈伟，燕山大学机械工程学院，讲师，硕士生导师，主要从事金属焊接、残余应力测试与仿真及金属增材制造相关方面的研究。主持国家自然科学基金、河北省自然科学基金、燕山学者科研启动基金。近五年以第一作者发表中科院1区论文10篇。

徐连勇，天津大学讲席教授，天津市杰出人才，先后主持国家杰出青年基金、国家重点研发计划项目、国家海洋示范专项项目、国家重大工程攻关专项和国家核科技重大专项课题等20余项国家级项目，授权发明专利110余项，获天津市科技进步一等奖2项、中国机械工业科学技术一等奖2项、教育部科技进步一等奖1项。

蒋文春，中国石油大学（华东）校党委常委、二级教授、博士生导师。国家杰出青年基金获得者、国家重点研发计划首席科学家、入选长江学者奖励计划、泰山学者特聘教授。获得山东省科技进步一等奖1项，国家级教学成果二等奖1项、日内瓦国际发明展金奖1项等。

林丹阳，副教授，博士生导师，哈尔滨工业大学（威海）材料科学与工程学院院长助理，入选山东省青年人才托举工程，哈工大青年拔尖人才选聘计划。近三年主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、山东省自然科学基金、国家重点实验室重点项目等课题10余项。

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长三角G60激光联盟陈长军转载

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来源：江苏激光联盟