用相变“编程”微观组织：增材制造实现碳素钢异质结构设计

背景：异质结构材料被认为是突破传统材料强度与塑性矛盾的重要设计策略，但传统制造方法工艺复杂且难以精确控制。研究目的：利用金属增材制造（3D打印）过程中可调控的热历史，通过调节打印参数实现可编程相变，在普通碳钢中构建马氏体-贝氏体交替的异质结构，以协同提升材料的强度、塑性与韧性。结论：研究成功通过调控激光能量输入，在单一碳钢材料中构建出层状异质结构，该材料表现出优异的综合力学性能（如屈服强度1687 MPa，延伸率7.5%），性能提升源于应变分配与背应力强化等机制，为高性能结构材料设计提供了新范式。