近期，韩国研究团队研发出一项新技术，成功解决极端工况钢铁材料长期存在的核心难题，即强度与塑性无法兼顾的矛盾。

浦项科技大学（POSTECH）环保材料研究院新材料工程系金亨燮教授研究团队，近期利用金属3D打印技术，开发出可同步提升强度与塑性的超高强度铁基合金。该研究成果已刊登于制造工艺领域国际学术期刊《International Journalof Extreme Manufacturing》。

超高强度铁基合金多用于航空航天、汽车、国防军工等需要承受极限载荷的结构零部件。其中马氏体时效钢是典型高强度材料，但存在强度越高、塑性越差、抗冲击能力薄弱的固有缺陷。

研究团队将目光聚焦于金属3D打印过程中，金属粉末快速熔融凝固形成的数百纳米级蜂窝状“胞状结构”，不再将其视作工艺副产物，而是作为材料设计核心要素加以利用。

研究团队制备铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、钼（Mo）复合配比的马氏体时效中熵合金粉末，通过3D打印成型得到几乎无孔隙的合金材料。成型过程中钼元素会富集于胞状结构晶界，研究团队再通过调控热处理工艺精准把控材料微观组织。

实验结果显示，经高温热处理后的合金脆性组织大幅减少，高塑性晶粒均匀弥散分布，最终实现屈服强度1484MPa、抗拉强度1750MPa、均匀延伸率10%。业内评价，该材料的强塑匹配性能优于现有3D打印18Ni马氏体时效钢、AerMet100等各类超高强度铁基合金。

金亨燮教授表示，利用3D打印过程中自然生成的纳米胞状结构，同步实现了超高强度与优良塑性。本次研究将拓宽高性能金属零部件的3D打印应用场景。

本研究由韩国国家研究基金会纳米及材料技术开发项目、先导研究中心项目提供经费支持，研究过程还同步依托日本J-PARC中子加速器装置开展了原位拉伸试验。