SS 316L/IN718梯度材料

精确控裂梯度结构

一种通过激光定向能量沉积制备的不锈钢/高温合金功能梯度材料，通过调控成分梯度以控制裂纹形成区域，适用于多材料增材制造。

Zongyu, Ma · Liu, Weiwei · 李万洋 · Jianrong, Song · Huanqiang, Liu · Zhenxin, Lv · Tandong, Wang · Guangda, Hu · Shitong, Peng · 王奉涛 · Yue, Zhao · Zhang, Hong Chao

Journal of Materials Processing Technology 2025

参数信息

成分梯度步长

25 wt%

裂纹集中层

50% SS 316L/50% IN718 and 25% SS 316L/75% IN718

最高残余拉应力层

25% SS 316L/75% IN718 and 100% IN718

技术优势

裂纹位置可预测

热力耦合仿真确认残余拉应力在25% SS 316L/75% IN718和100% IN718梯度层最高，为裂纹萌生主要区域，可指导梯度路径设计以避开高风险组分。

偏析行为可量化

温度积累与热物性差异增强熔池搅拌和重熔稀释，导致Nb、Mo等溶质元素显著偏析，降低局部凝固速率并使固液界面失稳，为成分分布调控提供依据。

组织演变规律清晰

从100% SS 316L到100% IN718，组织由细柱状和胞状晶不连续转变为粗柱状和短枝晶，转变受局部温度梯度与溶质分布不均共同影响，可指导微观结构设计。

应用场景

• 多材料增材制造：用于多材料打印时预测裂纹风险区域，优化梯度路径设计。
• 功能梯度材料：用于制备成分连续变化的梯度构件，实现性能定制化。
• 激光定向能量沉积：用于激光定向能量沉积工艺优化，控制熔池稀释与偏析。