1.目的及意义（含国内外研究现状分析）
1.1研究背景
40cr13（旧牌号4cr13），作为一种马氏体不锈钢[1]，有着极高的淬透性，优良的抗腐蚀性和抗热氧化性。

由于这些优良的性质，40cr13不锈钢可以被用于很多重要的领域，例如精密机械仪器，模具，汽车结构材料相关应用，以及石油化工等。

以模具钢为例，经过多年的发展和积累，我国模具行业发展十分迅猛，从量和质都已经获得巨大进步，由于塑料工业的快速发展，对精度要求的提高，以及对低成本，低损耗的要求，其使用的金属模具性能要求也进一步提高。

2. 研究的基本内容与方案

2．研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1 研究目标

1. 掌握选择性激光制备40Cr13不锈钢的方法。

2. 使用XRD技术分析样品物相

3.使用EBSD技术观察其熔池微观组织

2.2基本实验方案

实验所用的金属材料是由中南大学材料学院生产的40Cr13 不锈钢粉末，粉末颗粒形状为球形，且均由气雾化方式而得到。气雾化制粉，其基本原理是利用高速气流冲击流动的液态金属，从而将气体的动能转化成大量细小熔体颗粒的表面能，熔体颗粒凝固后便形成了金属粉末颗粒，气雾化制粉具有氧含量低、球形度高等优点。40Cr13 粉末颗粒大小的平均值为20μm。用于选择性激光熔覆制造的不锈钢粉末的成分如表1所示：

表1 40Cr13 不锈钢粉末的成分

除了40Cr13 不锈钢粉末外，实验还用到以下材料：

（1）镶嵌样品使用AB 胶（环氧树脂）；

（2）磨制样品使用的金相砂纸规格分别为280、400、600、800、1000、1200（单位：目）

（3）抛光剂主要成分为金刚石微粉和研磨介质（0.5μm，1μm）；

（4）样品浸蚀用浸蚀剂的组成为5.11gFeCl3 15mL 盐酸 60mL 去离子水；

（5）样品清洗用清洗剂为无水乙醇、丙酮以及去离子水。

本实验采用HRPM-Ⅱ型SLM系统，性能参数如表2所示

表2 HRPM-Ⅱ性能参数表

型号	HRPM-Ⅱ
成型空间	250mm ×250mm × 400mm
激光器类型	连续激光器
激光器功率	400W
激光最大扫描速度	5m/s
激光最小光斑直径	0.03mm
激光扫描方式	二维振镜聚焦
金属粉末铺粉层厚度	50-100μm
成型速度	7000mm3/h
送粉方式	单缸上漏粉

表征与分析方法主要包括粉末粒度测试、致密度测量、显微组织分析、X-射线衍射(XRD)物相分析、洛氏硬度测试、原位纳米压痕(DSI)显微硬度测试和摩擦磨损性能测试。^{[17, 18]}

3. 研究计划与安排

3.进度安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-8周：按照设计方案，制备40cr不锈钢样品。

4. 参考文献（12篇以上）

1. 张喆, 1. 热处理工艺对4Cr13马氏体不锈钢组织与性能的影响研究. 2013, 东北大学.
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3. Yap, C.Y., et al., Review of selective laser melting: Materials and applications. Applied Physics Reviews, 2015. 2(4): p. 041101.
4. Kruth, J.P., et al., Selective laser melting of iron-based powder. Journal of Materials Processing Technology, 2004. 149(1-3): p. 616-622.
5. 苏海军, et al., 激光快速成形技术新进展及其在高性能材料加工中的应用. 中国有色金属学报, 2013(06): p. 1567-1574.
6. 王延庆, 沈竞兴, and 吴海全, 3D打印材料应用和研究现状. 航空材料学报, 2016(04): p. 89-98.
7. 张学军, et al., 3D打印技术研究现状和关键技术. 材料工程, 2016(02): p. 122-128.
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9. Zheng, Z., et al., Microstructure and mechanical properties of stainless steel/calcium silicate composites manufactured by selective laser melting. Materials Science and Engineering: C, 2017. 71: p. 1099-1105.
10. 张彦文, 王继辉, and 陈宇, 4Cr13钢棒热处理裂纹分析. 金属热处理, 2010. 35(1): p. 120-122.
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17. Carlton, H.D., et al., Damage evolution and failure mechanisms in additively manufactured stainless steel. Materials Science and Engineering: A, 2016. 651: p. 406-414.
18. 任武, 张刚刚, and 徐云喜, 3D打印选区激光熔化成形4Cr13模具钢及性能研究. 石油机械, 2016(11): p. 107-111.