基于论文摘要与内容，以下为四项学术评审回答： **中文标题** 层间温度控制与后热处理对DED-LB/p成形改性pH 13-8 Mo微观组织及硬度的影响

《Materials & Design》：Tailoring microstructure and hardness of modified pH 13-8 Mo manufactured using DED-LB through interlayer temperature control and post-processing heat treatments

　　

采用激光束与粉末的定向能量沉积（DED-LB/p）技术制备了改性pH 13-8 Mo沉淀硬化马氏体不锈钢，并系统研究了层间温度与后热处理对其微观组织和硬度的影响。研究表明，通过控制层间温度（30 ± 5°C、100 ± 5°C和180 ± 5°C）并进行后续热处理，可实现材料微观组织与硬度的有效调控。当层间温度高于马氏体开始转变温度（M_s）时，沉积态材料可获得相对均匀的微观组织和硬度分布；而当层间温度低于M_s温度时，由于沉积过程中产生的固有热处理效应，材料呈现不均匀的微观组织，且平均硬度升高。固溶处理能够消除初始层间温度对微观组织和硬度的影响，使不同层间温度条件下样品的组织和硬度趋于一致。固溶处理后进行时效处理可显著提高材料硬度。本研究为通过工艺参数调控实现DED-LB/p成形改性pH 13-8 Mo的性能定制提供了依据。

**论文解读文章**

**一、研究背景与意义**

马氏体沉淀硬化不锈钢（MPHSS）因其优异的力学性能与耐腐蚀性能在航空航天和工具制造等领域具有广泛应用。pH 13-8 Mo钢作为MPHSS家族的重要成员，其性能平衡性尤为突出。该合金在凝固过程中首先形成δ-铁素体，随后转变为奥氏体，并在冷却过程中进一步转变为马氏体。冷却速率的差异会导致马氏体基体中奥氏体与δ-铁素体比例的变化。传统工艺中，pH 13-8 Mo通常需经过固溶处理和时效处理，通过β-NiAl相的沉淀硬化作用提高强度。

增材制造技术因材料利用率高、无需模具、适合小批量生产等优势受到广泛关注。已有研究表明，增材制造MPHSS的微观组织和性能与传统工艺存在显著差异。然而，现有关于pH 13-8 Mo钢增材制造的研究多集中于粉末床激光熔融（PBF-LB）和电弧定向能量沉积（DED-Arc）工艺，对于激光粉末定向能量沉积（DED-LB/p）工艺的研究仍十分有限。值得注意的是，层间温度作为关键工艺参数，对热循环和微观组织演变具有重要影响。已有研究发现，在DED-Arc工艺中，将层间温度控制在马氏体起始转变温度以上可获得均匀的硬度分布，而低于该温度则可通过固有热处理效应提高强度。然而，目前尚缺乏关于层间温度对增材制造pH 13-8 Mo钢微观组织与性能影响的系统研究。

针对上述研究空白，研究人员采用DED-LB/p技术，在30 ± 5°C、100 ± 5°C和180 ± 5°C三种层间温度条件下制备了改性pH 13-8 Mo块体材料，并对其进行后热处理，系统研究了层间温度和热处理工艺对微观组织与硬度的影响规律。

**二、主要研究方法**

研究人员采用气雾化改性pH 13-8 Mo粉末，在ISEL M40三轴数控机床上配合HighNo4.0 HD同轴粉末喷嘴和Trumpf Trudisk 12002盘式激光器进行沉积实验。块体沉积面积为40 mm × 40 mm，共20层，激光功率1350 W，送粉速率8.8 g/min，扫描速度11 mm/s。层间温度通过手持K型热电偶在每层沉积层顶部中心位置测量，三种层间温度的沉积时长分别约为9小时、3小时和1.5小时。沉积态样品分别命名为30-AD、100-AD和180-AD。后热处理包括固溶处理（ST，850°C × 30 min）和固溶 + 时效处理（ST + A，850°C × 30 min + 525°C × 4 h），相应样品命名为30-ST、100-ST、180-ST和30-ST + A、100-ST + A、180-ST + A。表征手段涵盖光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、电子背散射衍射（EBSD）和X射线衍射（XRD），并对样品从顶部到底部进行维氏硬度测量。

**三、主要研究结果**

**3.1 沉积态微观组织与硬度**

OM观察显示，30-AD和100-AD样品顶部两层呈亮色，下方存在灰色（硬区）和暗色（软区）两个明显区域，而180-AD样品所有层均呈亮色对比。30-AD、100-AD和180-AD的平均硬度分别为397 ± 32 HV0.2、366 ± 15 HV0.2和344 ± 7 HV0.2，表明随着层间温度的降低，平均硬度升高且微观组织不均匀性增大。180-AD样品因层间温度高于M_s温度，沉积过程中奥氏体未发生马氏体转变，而是在沉积完成后整体转变，形成均匀的微观组织与硬度分布。30-AD和100-AD样品因层间温度低于M_s温度，沉积层在后续层沉积过程中经历了类似回火的固有热处理，部分马氏体发生逆转变形成奥氏体，导致微观组织不均匀和硬度差异增大。XRD分析显示，100-AD奥氏体含量最高（15 ± 2%），180-AD最低（5 ± 1%）。EDS分析表明，δ-铁素体富集Cr、Mo和Al而贫Ni，三种沉积态样品的δ-铁素体含量约为2–3%。

**3.2 后热处理态微观组织与硬度**

固溶处理后，30-ST、100-ST和180-ST样品的平均硬度分别为348 ± 7 HV0.2、349 ± 6 HV0.2和350 ± 7 HV0.2，三层间温度条件下样品的硬度和微观组织趋于一致，表明固溶处理可有效消除层间温度对微观组织的影响。固溶处理使沉积过程中可能的析出相溶解，30-AD和100-AD样品的硬度较沉积态降低，而180-ST与180-AD硬度相当，进一步证实180°C层间温度沉积时未发生时效析出。固溶处理后微观组织中仍存在少量δ-铁素体，说明850°C × 30 min的固溶处理不能完全消除δ-铁素体。固溶 + 时效处理后，30-ST + A、100-ST + A和180-ST + A样品的平均硬度均为528 HV0.2，显著高于固溶态，这一硬化效果归因于β-NiAl相的沉淀强化。EBSD和XRD分析表明，时效处理导致各条件下奥氏体含量有所增加，这与时效过程中Ni等奥氏体形成元素的再分配引起的奥氏体逆转变有关。

**四、讨论与结论**

研究结果表明，层间温度和热处理工艺对DED-LB/p成形改性pH 13-8 Mo的微观组织和硬度具有显著的调控作用。当层间温度控制在M_s温度以上时，可获得微观组织和硬度均匀的沉积态材料；当层间温度低于M_s温度时，因固有热处理效应可实现更高硬度和不同微观组织。固溶处理可消除层间温度的影响，但无法完全消除δ-铁素体；固溶 + 时效处理可实现最大强化效果。该研究为DED-LB/p工艺制备pH 13-8 Mo钢的性能定制提供了系统的工艺-组织-性能关系参考。

**研究结论翻译：**

本研究探讨了通过层间温度控制与后热处理对DED-LB/p成形改性pH 13-8 Mo的微观组织和硬度进行定制的可行性，主要结论如下：层间温度对改性pH 13-8 Mo的微观组织和硬度响应具有显著影响，随层间温度从180°C降至30°C，沉积态平均硬度升高，微观组织由均匀向不均匀转变，这与沉积过程中的固有热处理有关；当层间温度（180°C）高于M_s温度时，沉积材料中的奥氏体在沉积过程中无法转变为马氏体，加工后奥氏体一次性转变为马氏体，形成相对均匀的微观组织和硬度分布，硬度为344 ± 7 HV0.2；当层间温度（30°C和100°C）低于M_s温度时，部分奥氏体在沉积过程中转变为马氏体，并在后续层沉积时被热处理，导致微观组织不均匀，沉积态平均硬度分别升高至397 ± 32 HV0.2和366 ± 15 HV0.2；固溶处理可消除初始层间温度对微观组织和硬度的影响，处理后30-ST、100-ST和180-ST样品具有相近的微观组织和平均硬度值（348 ± 7 HV0.2、349 ± 6 HV0.2和350 ± 7 HV0.2）；固溶处理 + 时效处理可显著提高硬度，所有层间温度条件下样品的平均最大硬度均为528 HV0.2。研究结果表明，通过控制层间温度和热处理工艺可实现DED-LB/p成形改性pH 13-8 Mo微观组织与硬度的有效定制。