金属学报

作者：吴文伟, 向超, 张涛, 邹志航, 孙勇飞, 刘金鹏, 张涛, 韩恩厚

单位：1 广州大学 物理与材料科学学院 广州 510006；2 广东腐蚀科学与技术创新研究院 广州 510530；3 华南理工大学 材料科学与工程学院 广州 510641

关键词：增材制造,马氏体时效钢,微观组织,热处理,奥氏体,

基金：广东腐蚀科学与技术创新研究院青年创新基金项目(E1551601)

近年来，18Ni300马氏体时效钢在增材制造随形冷却模具中得到广泛应用，而热处理工艺是决定打印件组织和性能否满足服役要求的重要因素。本工作研究了直接时效和固溶时效2种典型热处理工艺对选区激光熔化成型18Ni300马氏体时效钢微观组织和力学性能的影响。结果表明，打印态、直接时效态和固溶时效态试样中均存在奥氏体，且与马氏体基体存在经典Nishiyama-Wassermann取向关系。打印态试样元素分布均匀，存在明显的熔池结构和胞状组织，胞状组织由位错缠结形成，在晶界处存在少量长条状的奥氏体。直接时效处理后胞状组织和熔池结构发生部分溶解，Ni在部分晶界和胞壁处富集，具有较高含量的奥氏体。固溶时效处理后获得近全马氏体组织，元素分布均匀，胞状组织和熔池结构基本消失，Ni在部分晶界处富集，存在微量奥氏体。打印态试样的奥氏体无明显化学成分偏析，为残余奥氏体；而直接时效态和固溶时效态试样的奥氏体存在Ni富集，为逆转奥氏体。直接时效和固溶时效处理使Ni在部分晶界和胞壁处富集，Ni富集促进逆转奥氏体生成并使其稳定存在。打印态试样的屈服强度为(1090 ± 1.5) MPa，直接时效和固溶时效处理后基体析出大量棒状η-Ni3Ti金属间化合物，强度提升，其中，直接时效处理后屈服强度可达(1854 ± 13.2) MPa，固溶时效处理后屈服强度可达(2059 ± 9.9) MPa。打印态试样的强度主要由马氏体相变强化和固溶强化贡献，而直接时效态和固溶时效态试样的强度主要由马氏体相变强化、固溶强化和析出强化贡献，且固溶时效态试样具有更强的析出强化效果，这主要是由于固溶时效态试样的析出相具有更高的密度和长径比。

来源：2025年第10期

《金属学报》期刊编辑部

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