近年来，增材制造技术受到各界广泛关注，其中以弧丝直接能量沉积(DED)技术发展最为迅猛，具有成本效益高、成型效率高等显著优势。

然而，高沉积速率会导致极高的热量输入和温度不均匀性，从而导致表面质量下降、材料性能下降、残余应力增加甚至变形和开裂。因此，当前的研究重点是开发确保高沉积速率下生产的部件质量的方法。

此外，还需要进行进一步研究以全面了解基于电弧丝的直接能量沉积技术，特别是在微观结构控制和机械性能优化方面，以满足更高性能应用的需求。

中国南京航空航天大学团队通过文献综述，找出了影响材料沉积过程中微观结构演变的因素，并利用动态再结晶原理研究了沉积过程中热输入的影响，并提出了控制热输入的方法及其作用机理。

此外，本文还全面分析了沉积过程中各种工艺参数对熔池行为和微观结构的影响，特别关注工艺方法和沉积材料的影响。

为了增强材料的微观结构和性能，研究了各种补充技术和处理方法，包括层间锻造和超声波冲击，以优化材料的特性。详细讨论了这些方法对沉积过程中微观结构和机械性能的影响，以及它们各自的优缺点。这项工作提出了改善电弧丝基DED沉积材料性能的新方法，从而促进了该领域的进步。

电弧熔化增材制造的主要问题是高热量输入，这会导致应力和变形，从而显著影响微观结构。温度梯度、凝固速度和层过冷等因素起着至关重要的作用。管理这些因素的技术包括辅助外场、辅助塑性变形和热处理。微观结构的关键特性，如晶粒尺寸、取向和分布，决定了屈服强度、硬度、强度和柔韧性。外场可以通过加工硬化、细晶粒和弥散强化来提高样品性能。图片来源：《机械科学与技术进展》杂志

“在本报告中，我们讨论了影响沉积过程中材料微观结构演变的因素。它总结了控制沉积过程中热输入的方法，并重点介绍了各种热处理技术，以减少缺陷并改善沉积部件的微观结构和性能。这些技术包括预沉积、工艺和后沉积处理。

“这项研究还探讨了引入变形强化的方法，并简要回顾了它们的优缺点。最后，论文提出了基于弧丝的DED的未来发展方向和研究重点，”南京航空航天大学(NUAA)副教授钱博士说。

本论文为相关领域的研究人员提供了宝贵的见解。它使他们能够在短时间内全面了解增强基于弧丝的DED部件微观结构和性能的方法。此外，它还提供了可应用于其研究工作的功能机制的见解，从而拓展了基于弧丝的DED部件的潜在应用。

尽管如此，对不同材料的凝固特性和不同工艺的沉积特性的研究，为调控基于弧丝的定向能量沉积部件的微观组织和力学性能提供了越来越详细的见解和创新方法。

这些组织与力学性能控制研究方向应重点关注以下四个方面，正如钱博士之前所强调的。组织与力学性能控制研究方向应重点关注以下四个方面：热输入控制、凝固行为控制、动态再结晶过程控制、有害相与缺陷控制。

参与这项研究的其他人员包括南京航空航天大学的史晶晶、苏红华教授、丁文峰教授、傅玉灿教授以及江苏省产业技术研究院精密制造研究所的孙世浩。

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