清华大学「国家高层次人才」陈浩Science子刊 | 自组装核壳纳米颗粒高强度耐腐蚀3D打印不锈钢！

本文针对激光增材制造316L不锈钢中粗大柱状晶粒和元素偏析导致的力学各向异性及耐腐蚀性下降问题，背景是现有物理与化学改性方法与工艺兼容性差或引入新缺陷。研究目的是通过添加多组分碳化物（MCCs）改善激光粉末床熔融（LPBF）制备的316L不锈钢的微观结构与性能。结论表明，MCCs在快速凝固中部分溶解，自组装成Ti(N,O)核与(Ti,Nb,Ta,W)C壳的高密度核壳纳米颗粒，将奥氏体晶粒从43.9 μm细化至2.1 μm，使屈服强度达836 MPa、抗拉强度达1050 MPa且均匀延伸率20.0%。同时，W、Nb、Ta在胞界偏析抑制了Cr偏析，形成富WO3的稳定钝化膜，显著提升耐点蚀性能。该策略将有害N/O杂质转为有利因素，实现了强韧化与耐腐蚀的协同优化。