“强度-塑性”两者兼顾一直是材料领域一个两难的问题。近年来的研究表明大多数用于增强晶体材料强度的机制,如:减小晶粒的尺寸、引入晶界的界面,都会导致塑性降低。许多钢材强化的方法通常会以牺牲对材料有用的的塑性为代价。新的冶金工艺为克服这一难题提供了可能。本实验摒弃了传统的锻造工艺制备316L不锈钢,而是采用了增材制造工艺—选择性激光熔融技术引入胞状位错亚晶结构来克服强韧性匹配的问题。结果通过选择性激光熔融技术制备的奥氏体316L不锈钢,表现出了超过传统锻态316L不锈钢的屈服强度和塑性的组合。本文通过对增材制造316L不锈钢进行不同温度下等时退火热处理,测试其显微硬度及力学性能,并利用光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)、三维原子探针与透射电子显微镜(3DAP-TEM)连用、X射线能谱分析(EDS)等表征方法对不同温度等时退火后的样品的微观组织结构进行表征,研究后续热处理对其力学性能及结构稳定性的影响,得到了最优化的热处理工艺,在保持增材制造316L不锈钢不损失塑性的情况下,提高其屈服强度。这一发现为通过增材制造工艺开发高性能金属指出了一条新途径。研究结论:(1)通过SLM技术成功的制备了316L不锈钢,样品的显微硬度在室温状态下为252Hv。将打印态样品经不同温度等时退火,在400℃下退火1h后显微硬度升高至291Hv;在800℃退火1h后,显微硬度下降至228Hv。(2)原始打印态样品的屈服强度为586MPa,在400℃下退火1h后其屈服强度升高至642MPa,在800℃下退火1h后样品的屈服强度下降到了482MPa。虽然退火后材料强度有所改变,但是三种状态下样品的延伸率基本没有发生太大的变化,在35%左右。(3)增材制造316L不锈钢呈现出多尺度结构,由晶粒、晶胞、位错和纳米尺寸的颗粒组成。在400℃下退火1小时屈服强度增加10%,这归因于胞状亚晶及位错结构的热稳定性,以及纳米级硅酸盐颗粒的沉淀。胞状亚晶及位错结构的保留使所制备材料的屈服强度和延伸率得以保持,而硅酸盐颗粒则通过Orowan强化机理对在400℃退火1h的样品升高的56MPa的强度做出了贡献。但是,在高于400°C的温度下进行退火会导致材料强度不断降低,其主要原因是胞状亚晶及位错结构不稳定而发生分解,并且发生了硅酸盐颗粒的溶解。