连续铸钢论文参考文献（顶刊AdditManuf增材制造具有分层相的体素化异质结构钢）

连续铸钢论文参考文献（顶刊AdditManuf增材制造具有分层相的体素化异质结构钢）通过对该C300 MS/316L合金的宏观和微观力学性能进行测试，结果表明C300MS的压缩强度显著高于316L区域。此外，试样的宏观压缩力学性能处于C300MS和316L微柱之间。在微柱压缩后，两种材料的微柱内部形成了较多的滑移带，表明两类合金均具有良好的塑性和加工强化效果。图2体素化异质结构C300MS/316L的显微组织及相分布本文针对两种典型高强和高塑钢（即C300马氏体时效钢和316L不锈钢）来制备复合异质结构。其中C300马氏体时效钢是一种典型的高强马氏体钢，而316L是典型的奥氏体不锈钢，具有较高延展性和相对较低的强度。通过复合这两种材料有望获得综合强塑性较好的异质结构钢，其具体的成型路线和复合结构如下图所示。图1C300 MS和316 L粉末形貌及体素华异质结构C300MS/316L示意图图2为体素化异质结构C300MS/316L的显微组织。通过EBSD的分析表明，C300

直接能量沉积技术（LDED）是一种典型的增材制造技术，该技术不仅可以制备几何形状复杂的零件，也适用于制备多种材料复合的异质结构材料。此前已有诸多报道通过合成异质结构可以诱导背应力从而带来高的强韧化效果。

近日，来自新加坡制造技术研究院的Chaolin Tan等人通过LDED技术制备了一种具有体素化异质结构的C300MS/316 L钢，并对该合金的组织、性能及强韧化机理展开了深入分析。相关研究以题为“Additive manufacturing of voxelized heterostructured materials with hierarchical phases”发表在增材制造领域顶刊Additive Manufacturing上。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.102775

本文针对两种典型高强和高塑钢（即C300马氏体时效钢和316L不锈钢）来制备复合异质结构。其中C300马氏体时效钢是一种典型的高强马氏体钢，而316L是典型的奥氏体不锈钢，具有较高延展性和相对较低的强度。通过复合这两种材料有望获得综合强塑性较好的异质结构钢，其具体的成型路线和复合结构如下图所示。

图1C300 MS和316 L粉末形貌及体素华异质结构C300MS/316L示意图

图2为体素化异质结构C300MS/316L的显微组织。通过EBSD的分析表明，C300MS区域主要为BCC结构，即富Ni马氏体，而316L区域则基本为FCC结构，即奥氏体。此外，从KAM图也可以看出马氏体区域具有高的位错密度。此外，在C300MS区域还可以观测到一定量残余奥氏体的形成。

图2体素化异质结构C300MS/316L的显微组织及相分布

通过对该C300 MS/316L合金的宏观和微观力学性能进行测试，结果表明C300MS的压缩强度显著高于316L区域。此外，试样的宏观压缩力学性能处于C300MS和316L微柱之间。在微柱压缩后，两种材料的微柱内部形成了较多的滑移带，表明两类合金均具有良好的塑性和加工强化效果。

图3宏观和微观尺度压缩力学性能测试

通过拉伸测试表明体素化异质结构C300 MS/316L钢的屈服强度、抗拉强度及延伸率分别达到469MPa、660MPa和34.9%。通过对断裂后的拉伸试样的微观组织进行表征，可以发现裂纹的扩展并非沿着C300MS和316L的边界进行，证明两类材料具有高的结合强度。此外，在316L区域观测到大量变形孪晶的形成以及变形过程中发生了FCC→BCC的变形诱导相变，在文中还通过EBSD进行了验证，这显著增强了合金的加工硬化效果。

图4断裂后的拉伸试样的微观组织

最后，文中对体素化异质结构C300MS/316L钢的变形机理进行了分析。由于异质结构导致合金内部有一定的应变梯度，几何必须位错主要在FCC区域生成，并堆积在316L和C300MS的边界位置，从而导致背应力的形成。此外，由于初始阶段变形主要集中在较软的FCC区域，从而导致FCC区域产生了大量的变形孪晶，有助于合金加工硬化性能的提高。

图5体素化异质结构C300MS/316L钢的变形机理示意图

本文通过复合高强C300 MS钢及高塑316L钢合成了一种新型的体素化异质结构C300MS/316L钢，由于两相力学性能的差异，诱导了背应力的产生，从而对合金产生了额外的强化效果。总的来说，该类制备技术充分发挥了增材制造在成分调控及结构设计方面的优势，对制备其他类型异质结构材料也同样具有指导作用。（文：湖大吴彦祖）

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