激光粉末沉积制备具有纳米孪晶的均匀Cu90Fe10非混溶复合材料的微观结构与性能：光斑尺寸的影响

摘要： 为选择激光粉末沉积（LPD）过程中的合理光斑尺寸，采用不同光斑直径（2毫米和4毫米）的LPD工艺制备了均匀的Cu90Fe10互不溶复合材料。不同光斑尺寸沉积的LPD-Cu90Fe10互不溶复合材料显示出相似的微观结构，由α-Fe/γ-Fe相和ε-Cu相组成。由于二次液相分离（SLPS），大量纳米级富铁颗粒均匀嵌入富铜基体中，且具有纳米孪晶的富铜颗粒分布在富铁颗粒内。此外，富铁颗粒内还析出了一些纳米级FeCr晶粒（约20纳米）。由于更高的冷却速率，随着光斑尺寸减小，富铁颗粒的平均直径和晶粒尺寸均减小。采用2毫米光斑尺寸制备的互不溶复合材料比4毫米光斑尺寸对应样品及黄铜具有更高的显微硬度和弹性模量（分别为1.9 GPa和143.5 GPa，对比值为1.8 GPa和142.6 GPa）。因此，与4毫米光斑尺寸沉积的复合材料相比，2毫米光斑尺寸LPD制备的Cu90Fe10互不溶复合材料表现出更高的耐磨性和耐腐蚀性。