年7月3日，南京理工大学王克鸿教授团队与中国兵器科学研究院宁波分院合作在《JournalofMaterialsResearchandTechnology》发表最新研究成果“Dynamictensilemechanicalpropertiesof18Nimaragingsteelfabricatedbywirearcadditivemanufacturing”，通过分离式霍普金森拉杆（SHTB）和微观结构分析，研究了电弧熔丝增材制造（WAAM）的18Ni马氏体时效钢（M）的动态拉伸力学性能。王克鸿教授，周琦教授和彭勇副研究员为共同通讯作者。
结果表明，M样品在打印状态和热处理状态下的屈服应力（YS）均随着应变速率的增大而先增大后减小。打印样品的YS在s-1时达到最大值MPa，热处理后由于金属间化合物的析出而增加到MPa。与水平方向的样品相比，由于WAAM过程中柱状晶沿垂直方向优先生长，垂直方向的样品表现出更高的动态强度。在动载荷作用下，残余奥氏体转变为马氏体，氧化物夹杂物发生裂纹，导致断口形貌不均匀。在此基础上建立了WAAM应变率敏感材料的硬化模型和各向异性模型。研究结果可为WAAM制造的马氏体时效钢在动载荷条件下的可靠性评估提供指导。
论文图片
图1.电弧增材制造系统。
图2.分离式霍普金森拉杆（SHTB）示意图
图3.M(a)和(b)打印M样品的SEM图像；(c)和(d)热处理M样品。
关键结论
在这项研究中，M块体是通过电弧增材制造的。研究了M在打印和热处理状态、不同应变速率下水平和垂直方向的动态拉伸力学性能。结论可概括如下：
(1)打印M试样的显微组织主要由板条马氏体和残余奥氏体组成。热处理后残余奥氏体减少，基体主要由初生奥氏体包和板条马氏体组成。
(2)与打印M样品相比，热处理M样品在同方向上表现出更高的YS和UTS，这是由于时效过程中马氏体基体中金属间化合物析出引起的沉淀强化效应。
(3)增材制造的M材料具有各向异性，垂直样品的YS总体优于水平样品，这是由于拉伸截面中柱状晶界所占比例较小。
(4)由于位错相互作用，打印M和热处理M的YS随着应变率的增加而增加，并且随着应变率进一步增加，YS下降，这是由WAAM过程中产生的不均匀成分和冶金缺陷造成的。
通讯作者
王克鸿，南京理工大学二级教授、博导，学科带头人，智能增材与先进焊接团队负责人，江苏省工程第一层次首席科学家、军科委前沿创新重大项目专家组首席科学家，国家技术发明奖二等奖第一发明人，受控电弧智能增材工信部重点实验室主任，国家国防科工局科技委制造领域委员。主持国家级和省部级科研项目余项，团队与美国、英国、德国、俄罗斯等院校建立了长期的合作关系，团队年人均科研经费万元。60余项技术已经应用于国家高新工程、高端装备、新材料新能源等行业，使企业新增产值百亿元，发表SCI、EI收录论文约篇，拥有发明专利余件，获国家技术发明奖、国防技术发明奖、国防科技奖、江苏科技进步奖、兵器科技奖一、二、三等奖22项。
周琦，南京理工大学教授，博导。主要从事材料加工自动化和焊接过程智能化、焊接装备和工艺、高能束流加工、先进弧焊和摩擦焊接方法和工艺、复合热源焊接方法、增材制造（3D打印）、微观异构功能-结构一体化仿生设计等方面研究工作；九五至十二五期间，参与了国家工程、国家高新工程、国家重点型号等；负责了JW科技委前沿重大创新、前沿探索、国家自然科学基金、国家高档数控机床与基础制造装备科技重大专项、国防基础科研重点、总装预研支撑/共用/集成技术、兵器军品技术开发、江苏省重大成果转化等20余项；参与了国家自然科学基金重点项目、军用“”、国防基础科研重大、总装预研支撑/专用/共用技术项目，江苏省科技成果转化专项资金项目等30余项；国防科技工业工艺工作创新团队核心成员，在国防民用中成功应用20余项技术，获省部级科技进步奖8项，授权发明专利百余件，SCI/EI收录文章60余篇。
彭勇，南京理工大学材料科学与工程学院副研究员，主要研究方向：电弧增材工艺方法与设备、高能束流焊接方法与设备。现任泰州市焊接学会秘书长，真空科学与技术学报理事会理事，江苏省青蓝工程创新团队核心成员，XX科技委重大项目首席助理。作为负责人承担**科技委**前沿创新重大项目、国家自然科学基金项目、**科工局技术基础推广项目、江苏省青年基金项目等省部级国家项目9项。以主要研究人员参与**科技委前沿创新重大项目、军工项目、高档数控机床与基础制造装备重大项目、**基础科研重大项目、总装探索项目、装备预研项目、国家自然科学基金面上项目、江苏省科技支撑计划项目等省部级国家项目14项。发表SCI、EI收录论文20余篇，申报发明专利81件，已授权21件，获国防、兵器、航空集团科学技术进步奖4项，中国兵器集团行业标准1项。
文献引用
DuanM,BaiG,GuoS,etal.Dynamictensilemechanicalpropertiesof18Nimaragingsteelfabricatedbywirearcadditivemanufacturing[J].JournalofMaterialsResearchandTechnology,.
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