对2Cr13不锈钢粉末进行激光选区熔化成形研究, 开发成形工艺参数, 研究不同工艺参数下熔池凝固行为, 制备显微组织观察试块及力学性能测试试块, 观察成形件显微组织特征并测试成形件布氏硬度、弯曲强度、室温拉伸性能。结果显示, 当成形工艺参数为激光功率200 W、层厚30 μm、光点间距75 μm、曝光时间110 μs、线间距115 μm时, 成形件致密度达99.75%; 显微组织无孔洞, 成形件纵截面熔池搭接形成鱼鳞状形貌; 成形件强度高、塑性差且力学性能表现出各项异性, 横向性能与锻件相近, 纵向性能较弱。

采用冲击试验机、X射线应力检测仪、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等仪器观察和分析了2Cr13不锈钢在920 ℃～970 ℃温度下淬火、700 ℃回火与激光冲击(LSP)复合处理后的冲击韧性、残余应力、金相组织和断口形貌。结果表明，随着淬火温度的升高，2Cr13钢的冲击韧性为先增加后减少；尤其是在淬火温度为940 ℃、回火700 ℃热处理后，LSP强化得到的冲击韧性最高。在这种条件下，其残余压应力相比其他热处理的残余应力要稍高，冲击断口断裂为准解理与韧窝的混合型断裂。

为考察不同工艺参数对熔覆指标的影响,以正交试验规则设计大功率半导体激光器熔覆2Cr13材料试验。实验表明,激光功率对熔宽、熔深和熔覆层硬度的影响最大,粉末输送率的影响次之,激光扫描速度的影响较小。以实验数据为样本建立的人工神经网络预测模型对熔覆层深度和宽度的计算准确性较好,而对熔覆层硬度的计算误差较大。

为说明激光直接金属堆积(DMD)成形件的组织与性能特点，进行了2Cr13不锈钢粉末的直接成形实验研究。检测了不同工艺参数组合下单道熔覆、多道搭接和多层堆积的显微组织形貌，测试了2Cr13零件的硬度、耐磨损、拉伸和残余应力等性能。研究表明，单道熔覆的典型组织有柱状、胞状枝晶和等轴晶三种，其相互转化由温度梯度和凝固速率所决定; 由于粉末实时供给，搭接区与预置熔覆有很大不同; 多层堆积枝晶生长表现出一定倾斜性，受扫描方式影响较大; 不同工艺参数下，熔覆层平均硬度为300～550 HV0.2; 当组织为细化的树枝晶时，成形件耐磨损性能可比调质态2Cr13提高一倍以上; 成形件的平均抗拉强度比调质态2Cr13提高30%; 直薄壁墙零件不同位置处残余应力不同，但残余应力水平较低。