近日，南華大學機械工程學院邱長軍教授團隊利用激光熔池急冷誘導碳氧雜質元素形成間隙原子短程有序團簇，產生顯著強韌化效應，拓展了激光增材專用高強韌奧氏體不銹鋼成分設計新區間，成功開發了高強韌中碳奧氏體不銹鋼材料和制備技術，大幅降低了成本。相關原創性研究成果以“An exceptionally strong, ductile and impurity-tolerant austenitic stainless steel prepared by laser additive manufacturing”（激光增材制備高強韌高雜質容忍度奧氏體不銹鋼的研究）為題在金屬領域國際一流期刊Acta Materialia（《材料學報》，中科院1區，IF：9.209）發表，論文鏈接為：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2023.118868。

隨著全球激光增材制造的高速發展，各類新技術、新方法、新設備不斷涌現，但至今尚未見針對激光增材特點對金屬間隙強化元素成分重新調整和設計的報道，如果專用材料設計繼續采用傳統成形技術必需的間隙雜質苛刻控制要求，將導致增材制造技術裝備復雜，成本劇增，工業應用受限。

邱長軍教授團隊將激光熔池快冷特性和金屬間隙固溶強化基本原理相結合，提出了充分利用激光熔池快冷產生“間隙原子過飽和固溶強化”效應的激光增材制造專用材料設計新思路，將傳統奧氏體不銹鋼中需嚴控的雜質碳含量提高到0.4~0.46%、雜質氧含量控制在通用技術所及的<0.055%，研發了激光增材制造專用高強韌奧氏體型中碳鐵基合金材料，在確保抗蝕性、韌性不下降前提下，將其抗拉強度從650MPa左右提升至近1GPa，該項研究成果為間隙雜質強化的激光增材專用高性能不銹鋼材料設計提供了科學依據。

邱長軍教授團隊通過多年的研究，形成了涉及高硬耐磨耐蝕不開裂的低硼中碳馬氏體型鐵合金，超高強韌鐵基合金等激光增材制造專用材料設計、制備、成形、性能評價及裝備的完整技術新路線，437種材料成分的力學性能數據庫，生產擁有自主知識產權的17個牌號粉末，可滿足各類鋼鐵件等增材制造與修復的需要，加速推進了其產業化進程，成果已經應用于能源化工、重載機械、鋼鐵冶金、航空航天、核工程等領域大型重載關重件的激光增材制造與修復，以及遠海、隧道等特殊環境下零部件現場快速激光增材修復。

該項研究成果中，南華大學機械工程學院陳勇副教授和朱紅梅教授為論文的共同第一作者，南華大學邱長軍教授和南京理工大學沙剛教授為論文的共同通訊作者，南華大學為第一署名單位。