随着科技水平的进步,工业应用对材料的性能要求越来越苛刻,现有的材料已经部分不能满足零部件的实际服役要求。在实际应用中,某些零件的不同部位实际的服役情况是不同的,某些零部件并非工作在恒定温度下,而是同一零件不同部位所承受的温度和使用要求并不相同,因此梯度功能材料就应运而生。其中不锈钢-高温合金功能梯度材料可作为耐高温以及大温差反复热冲击的材料,在石油化工、核反应堆中各种耐酸阀门和高温高压阀门以及发动机燃烧内壁、水轮机耐磨蚀部件等方面得到应用。从目前来看,使用不锈钢-高温合金梯度材料可在一定程度上实现零件不同部位不同性能的要求,达到一定程度减重和降低成本的目的。采用传统加工制造手段已无法满足零部件不同部位不同性能的需求,激光熔化沉积技术区别于传统的减材加工,它是一种逐点、逐层的增材制造技术,由于其柔性化程度高,可成功应用于梯度材料的制备。将激光熔化沉积技术应用于制备不锈钢高温合金梯度材料,成功制备出成分梯度变化的梯度材料。本文通过控制激光功率、扫描速度、搭接率等工艺参数,研究线能量密度对成型性的影响,使用不同工艺参数成功制备出了 5组成分梯度变化为100%316L→80%316L+20%IN625→60%316L+40%IN625→40%316L+60%IN625→20%316 L+80%IN625→100%IN625的316L不锈钢-IN625高温合金梯度材料。采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、XRD、显微维氏硬度计、电子万能试验机等实验分析方法,研究所制备梯度材料不同梯度层的显微组织、物相组成、力学性能等。研究结果表明:所制备的梯度材料组织致密无缺陷,组织为沿沉积高度方向贯穿多层连续外延生长的柱状晶加胞状晶混合组织。随着梯度成分中IN625含量的逐渐增加,枝晶间析出相含量逐渐增多。梯度材料整体硬度变化情况是在IN625含量为20%和40%的梯度层处降低,之后沿着沉积方向硬度逐渐上升。沿着沉积方向,梯度过渡层一次枝晶间距逐渐增大;线能量密度为77.8 J/mm工艺参数制备的梯度材料抗拉强度最高,达到了 568.1 MPa,而线能量密度为111.1 J/mm的试样延伸率最高,达到了 47.2%;沿着扫描方向,线能量密度为88.9 J/mm工艺参数制备的梯度材料抗拉强度最高,达到了 641.2 MPa。对沉积态的试样进行热处理,其工艺制度为980℃固溶1小时后空冷,720℃时效12小时。经热处理后的试样,其组织从沉积态的柱状枝晶加胞状枝晶的混合组织转变成了晶粒尺寸大小不一的等轴晶组织,并沿着晶界处析出白色的析出相,热处理后改善了沉积态枝晶的偏析现象。热处理后的试样较沉积态硬度有所降低,热处理后线能量密度为66.7 J/mm试样的抗拉强度略有降低,但延伸率得以提高,达到了 23.1%。