百十华章，薪火相传；矢志创新，逐梦前行。值此河海大学建校110周年之际，365英国上市官方网站特别推出“百十科创”系列专栏，聚焦学院本科生、研究生科创团队，以“科创案例分享+科研思维解码+学术品格养成”三位一体模式，搭建深度交流平台，让科创传承从“单向灌输”变为“双向奔赴”，真正激活学院内部的学生创新生态，持续培育具有家国情怀与国际视野的创新型人才梯队。

  本期让我们走进《激光增材制造H13结构件裂纹形成及其抑制机理研究》项目，见证材料学子如何以科技为刃、以匠心为魂，在百十河海的沃土上续写创新传奇，为“材料报国”注入青春力量！

项目名称

激光增材制造H13结构件裂纹形成及其抑制机理研究

项目类别

2024年河海大学大学生创新创业训练计划（国家级）

团队介绍

团队成员赵梓萱、杨清萌、张广锦、田绍鹏均来自22级金属材料工程，统一的材料专业背景为项目开展提供了有利条件。团队指导教师张可召是365英国上市官方网站副教授，张老师丰富的增材制造研究经验和高超的科研能力为整个创训项目奠定了坚实有力的基础。

选题探索

本课题选用气雾化热作模具钢 H13 粉末，采用激光选区熔化成形技术，在锻造 H13 钢 上通过激光选区熔化沉积 H13 钢，以实现精密随形冷却通道的制造，满足模具对散热流道 的高质量要求。为解决锻件和 3D 打印件相接处密布细小裂纹问题，本项目将通过有限元数 值模拟方法分析相接处应力应变和失效机理，通过沉积工艺和热处理工艺优化解决裂纹问 题，从而制造出有较好的塑韧性且无裂纹缺陷的高性能 H13 钢连接件，为 SLM 成形 H13 模具钢在模具领域的应用提供工程技术参考。

实践经历

1.筛选出 H13 钢增材制造最优沉积参数：本项目采用激光选区熔化成形技术（SLM），在锻造 H13 钢上通过激光选区熔化沉积 H13 钢，通过激光功率×扫描速度二维正交试验研究激光功率、扫描速度两个因素对成形质量的影响，进行工艺参数优化，并对 SLM 成形试样的表面粗糙度、相对密度等进行分析；

2.分析连接件应力应变和失效机理：采用有限元数值模拟方法进行 H13 钢结构件应力应变数值模拟，分别分析沉积件和锻件的应力应变，重点关注锻件和 3D 沉积件接口处在沉积过程中的应力场变化和能量密度的影响，并基于模拟结果在模具中添加圆角结构、进行预热处理，根据实验结果，以上两步骤显著减少裂纹倾向；

3. 优化解决裂纹问题：基于以上结果，我们对优化后的连接件进行热处理工艺调整，通过对热处理件进行组织分析和硬度、抗拉强度、冲击韧性等力学性能测试，检测相接处连接情况，发现裂纹消失。

成果展示

经过上述优化过程，团队最终制造出了有较好的塑韧性且无裂纹缺陷的高性能 H13 钢连接件。

审稿人：辛绍权