激光选区熔化成形nano⁃WC/CX钢微观组织及机械性能初探

常 成,闫星辰,GARDAN Julien,DENG Sihao,BOLOT Rodolphe,LIAO Hanlin

1.ICD-LASMIS,UMR CNRS 6281，University of Technology of Troyes，Troyes Cedex 10004，France；2.EPF，Ecole d’ingenieurs，Cedex 10004，France；3.广东省科学院新材料研究所，广东省现代表面工程技术重点实验室，现代材料表面工程技术国家工程实验室，广东 广州510650；4.ICB-PMDM UMR 6303，CNRS，University Bourgogne Franche-Comté，UBFC，Belfort 90010，France；

增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是一类可对三维数字模型进行分层切片，以逐层制造的方式成形复杂形状零件的独特加工方法，其由于几乎没有空间约束和废料等独特优势，引起了工程界和学术界的广泛关注．其中，激光选区熔化（Selective laser melting，SLM）技术作为金属增材制造技术的代表，利用3D CAD数据作为数字信息源和高功率激光束形式的能量输入来制造3D金属部件［1-2］．由于这种先进工艺的独特之处，为设计师和工程师在解决“材料可焊性”和“结构复杂性”方面的两大难题给予了极大的便利．迄今为止，可以用SLM方法生产的材料种类繁多，涵盖铁基［3］、镍基［4］、钴基合金［5］、钛基轻质材料［6］及金属基复合材料［7］等多类材料，应用领域更是覆盖了生物医学、航空航天、汽车工业及核工业等各个方向．尽管SLM可加工的材料种类众多，但所加工材料仍需通过不同后处理方式来提高其机械性能以满足实际需求．

沉淀硬化不锈钢（Precipitation hardening stainless steels，PHSSs）是一种具有良好韧性的超高强钢，一般通过500℃左右的时效处理后在超低碳基体中析出均匀分布的高硬纳米沉淀物，以改善其强硬度而著称［8］．由于PHSS的碳含量极低（w<0.1%），在SLM过程中基体内难以产生裂纹和亚表面孔隙，因此具有较低的开裂敏感性．同时，由于SLM PHSS零件主要是由低碳马氏体基体组成的，虽然具有良好的塑韧性和可加工性，但其强度和硬度则偏低．为了进一步改善其微观组织及提高材料性能，传统方法是根据SLM PHSS零件特质设计并进行一系列热处理，使其达到所期望的效果，这无形中增加了SLM零件的处理成本，延长了交货周期．

为了改进上述问题，在材料设计方面，研究人员提出采用外加陶瓷颗粒的方法，对目标材料SLM一体化成形以达到提升其强硬度和减少后处理的目的．南京航空航天大学……