【摘 要】
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Fe-Ni基磁性材料具有良好的力学性能和磁性能,在先进的民用技术领域和军事技术领域有着广泛的应用。随着智能化时代的到来对传感器材料的性能及制备方法提出了更高的要求,在同一生产链中获得功能性-结构性-高效性材料成为全新的科学挑战。激光增材制造技术（LMDF）具有高自由度、低热输入量、加工精确、易实现智能化和自动化生产等优点,是解决这一科学挑战的理想方案。本文利用激光增材制造技术（LMDF）制备Fe-
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Fe-Ni基磁性材料具有良好的力学性能和磁性能,在先进的民用技术领域和军事技术领域有着广泛的应用。随着智能化时代的到来对传感器材料的性能及制备方法提出了更高的要求,在同一生产链中获得功能性-结构性-高效性材料成为全新的科学挑战。激光增材制造技术（LMDF）具有高自由度、低热输入量、加工精确、易实现智能化和自动化生产等优点,是解决这一科学挑战的理想方案。本文利用激光增材制造技术（LMDF）制备Fe-Ni-Sm-Al-Ti和Fe-Ni-Co-Sm-Al-Ti两种合金,通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射分析（XRD）、振动样品磁强计（VSM）、摩擦磨损实验等分析和测试手段对合金组织性能进行表征,研究了合金成分、热处理工艺和机械振动辅助对以上两种合金的组织结构、磁学性能和力学性能的影响。研究结果表明:增材原始态下,随着Sm含量的增加,激光增材制备激冷作用对合金材料的不利影响得到一定程度的抑制。合金的力学性能得到了明显的提升。当Sm含量为1wt.%时,合金具有的软磁性能最佳,饱和磁感应强度和矫顽力分别为144.74emu/g和21.16Oe。采用退火热处理后,Fe-Ni-Sm系合金的组织形态得到明显的改善。合金的最大磁致伸缩应变λs得到了大幅度的提升,并有效提升了合金的磁场响应速度（dλ/d H）。当Sm含量为4wt.%时,合金的λs达到最大且为32.80ppm。相比未添加Sm时提高35.93%;合金的dλ/d H达到最大（0.070）,相比未添加Sm时提高70.00%。退火热处理对合金的显微硬度、耐磨性能以及强韧性均有明显提升。当Ni-Co配比不同时,随着Co占比的提高,Fe-Ni-Co-Sm-Al-Ti合金的饱和磁感应强度得到大幅度提高,其中当Co含量为30wt.%时,合金的饱和磁感应强度达到最大约为183.33emu/g。相比于未进行成分优化的Fe-Ni合金饱和磁感应强度提高约26.43%。随着Co含量的增加,合金的显微硬度、抗拉强度和耐磨性能得到了较大程度的提升,其中Co含量30wt.%时硬度最高为538.26HV0.3,与Co含量10wt.%时相比硬度提升约118.36%,磨损失重下降约70.83%。添加辅助机械振动使Fe-Ni-Co-Sm-Al-Ti合金的组织得到明显细化并提高了组织均匀性。在中低频下（≤600Hz）,合金的软磁性能改善较好,其饱和磁感应强度较未加机械振动时提高约6.85%～9.71%,而矫顽力（Hc）下降约34.78%～48.73%。当振动频率为600Hz时,Fe-Ni-Co-Sm-Al-Ti合金拥有更好的综合性能,其饱和磁感应强度为200.77emu/g,矫顽力为47.79Oe;合金的磨损失重约为其他振动频率下制备合金的33%～45%。
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