题目：激光熔化沉积300M超高强度钢组织及性能

本文以真空熔炼/氩气雾化的300M超高强度钢粉末为原料，利用激光熔化沉积快速成形技术，制备了300M超高强度钢板状试样，并利用Ansys有限元大型分析软件模拟计算了激光熔化沉积过程中300M钢试样内的温度场变化。对激光熔化沉积成形300M钢板状试样采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及X射线衍射进行了组织结构分析，并结合激光熔化沉积过程中热行为的特点讨论了其显微组织的形成机理，测试了试样沿沉积增高方向的硬度分布及激光熔化沉积态300M超高强度钢的室温拉伸力学性能。结果表明：（1）激光熔化沉积快速成形的热行为有如下特点：①激光熔化沉积过程中，热流主要沿与沉积增高方向相反的方向散失，受热量累积效应的影响，随沉积高度增加，固/液界面前沿温度梯度逐渐降低；②试样中某一点处温度随时间变化趋势呈现快速非稳态热循环的特征；③由于采用了双向扫描方式，在激光熔化沉积板状试样的两端会产生端际效应。（2）激光熔化沉积过程具有温度梯度高、冷却速度快的特点，其凝固组织为细小均匀的胞状树枝晶，由于激光熔化沉积过程中的热量累积效应，其一次枝晶间距随沉积高度的增加而逐渐增大。（3）受双向扫描方式所产生的端际效应的影响，激光熔化沉积300M钢板状试样由端部向中心沉积层间界线呈向上倾斜的趋势，且在板状试样端部，由于两沉积层的连续沉积成形，熔池尺寸较大，胞状树枝晶定向性较差，而在中部，受端际效应的影响较小，枝晶的定向性较好。（4）受沉积过程中快速非稳态热循环效应的影响，激光熔化沉积300M钢显微组织随沉积高度增加变化显著，试样中上部为马氏体及贝氏体混合组织，中下部为无碳化物贝氏体+岛状马氏体/奥氏体（岛状M-A）组织，底部为马氏体及贝氏体的回火组织。（5）通过增大基材尺寸及调整激光熔化沉积过程中的停光，得到了沿沉积增高方向显微组织均一的300M钢板状试样，其激光熔化沉积态室温拉伸强度为1895MPa，断裂延伸率6.7%，均已接近锻件性能水平。其拉伸试样断口形貌以韧窝为主，断裂机制为韧性断裂。