基于搅拌摩擦的钢铁材料固相增材再制造技术综述

翟明1，宋宏图1，俞喆1，冀磊1，石磊2，李政1（1.中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所；2.山东大学材料科学与工程学院）

摘要：在基础设施与装备制造领域，钢铁材料有着广泛的应用，随着部件服役年限的逐渐延长，不可避免地产生磨损、裂纹、腐蚀等损伤，进而引发材料性能衰退乃至结构失效等问题。增材再制造技术，由于其快速成形、材料利用率高、修复精度可控等特点，为修复与延寿提供了新方法。基于搅拌摩擦的增材制造以搅拌摩擦焊为原理，利用摩擦热和塑性变形实现材料的逐层堆积，具有热输入低、致密度高、残余应力低、力学性能优、效率高、绿色环保等优势，并且避免了熔融增材制造中的气孔、裂纹和元素烧损等缺陷，是一种新型固相增材制造技术。因此，在金属材料部件的修复与再制造中得到越来越多的关注。该文首先阐述了基于搅拌摩擦的固相增材制造技术原理、特点与工艺分类，并综述了用于钢铁材料增材制造的研究现状，最后探讨了针对修复与再制造的工业应用场景与技术发展方向。

关键词：熔融增材制造；固相增材制造；搅拌摩擦焊；再制造技术；钢铁材料