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澳大利亞斯威本科技大學(xué)研究人員提出利用激光金屬直接成形技術(shù)開發(fā)H13工具鋼和316L不銹鋼雙金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)器件的觀點(diǎn)。為材料的開發(fā)和零件的設(shè)計(jì)提供了一種可能的創(chuàng)新途徑。

在許多工程應(yīng)用中，單一材料的零部件往往不能滿足需求。為了控制材料的物理和機(jī)械性能，人們一般通過改變材料微觀結(jié)構(gòu)，如復(fù)合材料、功能梯度材料的相繼開發(fā)，來滿足應(yīng)用需求。而調(diào)控宏觀結(jié)構(gòu)也是提高零部件性能的重要方法。澳大利亞斯威本科技大學(xué)研究人員采用激光金屬直接成形工藝設(shè)計(jì)制造了一種新型H13工具鋼和316L不銹鋼雙金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)圓柱體，該復(fù)合結(jié)構(gòu)在徑向和軸向方向上形成交替的金屬層。徑向方向上，兩種材料的環(huán)形結(jié)構(gòu)（圓柱）互相交替包圍，如圖1a與圖1b所示。軸向方向上，相鄰層環(huán)形結(jié)構(gòu)（圓柱）材料也相互交替，如圖1(c)與圖1(d)所示。

圖1 復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型

該雙金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制造特點(diǎn)是通過向不同區(qū)域輸送不同金屬粉末，在高功率激光作用下，經(jīng)熔化和快速凝固逐點(diǎn)逐層堆積，最終形成圖2所示圓柱結(jié)構(gòu)。其屈服強(qiáng)度及彈性模量居H13和316L中間。該理念為材料的開發(fā)和零件的設(shè)計(jì)提供了一種可能的創(chuàng)新途徑。

參考文獻(xiàn)

1. Khan S Z, Masood S H, Cottam R. Mechanical properties of a novel plymetal manufactured by laser-assisted direct metal deposition[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2016: 1-11.