探究了使用同轴送粉激光直接沉积增材制造方法制造18Ni(300)马氏体时效钢零件的可行性。采用正交实验设计, 分析了不同工艺参数对单道成形的影响, 发现扫描速度、送粉速率、激光功率对稀释率的影响较大。在单道多层试验中发现在合适的参数下18Ni(300)能获得良好的外观成形, 但内部仍然容易出现非致密性缺陷。激光直接沉积制造过程的高冷却速率使得晶粒最小可以达到8 μm, 晶粒生长方向大致与散热方向相同, 但在层间位置存在晶粒转向区, 而在顶部存在柱状晶/等轴晶转变区。在扫描电镜下发现由于加工过程中热循环的特点, 先沉积层出现了析出相造成了硬度值的变化。硬度试验发现, 越靠近基材的硬度值越高, 最高可达358 HV。

镁/钛(Mg/Ti)异种金属既不反应也不互溶的特性制约着两者之间的冶金结合和可靠连接。为解决这一问题并拓宽Mg、Ti的应用，采用富铝镁基焊丝对Mg/Ti实施激光填丝搭接焊，实现了Mg/Ti之间的连接。在此基础上，利用扫描电镜对界面进行观察分析，并利用Miedema二元热力学模型和Toop三元热力学模型对调控元素Al在界面处的扩散及连接机理进行研究。结果表明，在焊丝中调控元素Al的参与下，Mg/Ti界面处形成超薄的反应层，元素线扫描结果显示Al在靠近Ti一侧界面处富集，实现了界面的冶金结合。热力学计算结果显示，在界面处Al-Ti化合物具有更大的析出驱动力，而且Al在富Ti一侧的化学势较低，且Al的界面偏聚导致Al的化学势进一步下降，表明Al的扩散方式为上坡扩散。