差別，增強相與金屬基體在化學(xué)成分上無明顯幾何界面，但是兩者 的顯微組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能存在明顯差別，因此所形成的是同素異構(gòu)金屬基復(fù)合材料。在 運種新型金屬基復(fù)合材料中，金屬基體與其它傳統(tǒng)的金屬基復(fù)合材料體系一樣呈連續(xù)狀 態(tài)，增強相則可W根據(jù)需要設(shè)計成線（條）狀、球形、半球形顆粒狀或者其它任意狀態(tài)。由于 增強相與金屬基體之間屬于同素異構(gòu)，在增強相與金屬基體之間不存在明顯的成分梯度， 只存在著顯微組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的顯著差別。換句話說，運種新型的金屬基復(fù)合材料是 全金屬結(jié)構(gòu)的，只是增強相的顯微組織結(jié)構(gòu)和基體金屬完全不同，并因此導(dǎo)致性能的顯著 差異。
[0030] 通過選區(qū)加熱使得金屬基體發(fā)生局部快速烙化-冷凝，同樣可形成同素異構(gòu)金屬 基復(fù)合材料。由于激光快速烙凝比單純激光澤火所允許使用的激光功率和激光功率密度更 高，烙池冷凝的冷卻速度也更高，因此增強相的組織結(jié)構(gòu)與性能匹配比固態(tài)相變形成的同 素異構(gòu)金屬基復(fù)合材料的部分性能更加優(yōu)越。激光烙凝處理方式的不足之處在于，它使得 激光福照區(qū)域的表面粗糖度有所破壞，如果不進行適當(dāng)?shù)暮罄m(xù)處理，在一些情況下會影響 零件的使用。
[0031] 對于一些特殊的固溶-時效強化處理的合金體系，同樣可W采用運種方法獲得同 素異構(gòu)金屬基復(fù)合材料。例如，對于一些不誘鋼體系而言，采用激光澤火、激光烙凝澤火都 不能夠直接使得所處理的區(qū)域發(fā)生強化。但是，采用選擇性激光加熱固溶處理，使得激光處 理區(qū)域的合金元素固溶，然后進行時效強化處理，也可W獲得同素異構(gòu)金屬基復(fù)合材料。
[0032] 本發(fā)明提供的金屬預(yù)制材料的機械性能既取決于所選用基體金屬或合金本身的 性能，也和增強體的特性、含量、尺寸、分布、形狀W及界面狀態(tài)等參數(shù)密切相關(guān)。通過優(yōu)化 設(shè)計的復(fù)合材料可W既具有金屬平衡態(tài)組織高延性、可焊性特點，又兼具金屬亞穩(wěn)態(tài)組織 的高強度、高耐磨等的性能，因此具有優(yōu)良的綜合機械性能。
[0033] 綜上所述，與現(xiàn)有金屬基復(fù)合材料的制造工藝中增強相必須通過添加外來材料的 外加法或者原位反應(yīng)生成法的高溫化學(xué)冶金過程來形成不同，本發(fā)明提供的金屬預(yù)制材料 不需要外加增強相，只是通過選區(qū)加熱使金屬基體發(fā)生局部固態(tài)相變，或者快速烙化-凝 固相變，就可原位形成非穩(wěn)態(tài)的高性能第二相，得到相應(yīng)的金屬基復(fù)合材料。
[0034] 制備本發(fā)明提供的金屬預(yù)制材料的基本條件是，所采用的金屬基體在熱作用下， 有相變行為，并能夠因此改變受熱區(qū)域的組織結(jié)構(gòu)與性能。通過合理選擇加工工藝，可W方 便地控制增強相的大小、形狀、分布、組織結(jié)構(gòu)乃至機械性能，從而為金屬基復(fù)合材料的制 備開辟一條全新的道路。
[00巧]局功率能量束/場制備金屬預(yù)制材料的實施步驟如下：
[0036] (1)選擇合適成分的基體金屬材料：運些基體金屬材料既可W是常規(guī)鋼材，如15 鋼、20鋼、30鋼、45鋼、42(：礎(chǔ)〇、65111、7051111等；也可^是汽車用鋼，如0?雙相鋼、了1?1?鋼、 CP復(fù)相鋼；還可W是侶合金、鐵合金、銅合金等有色金屬。只要運些材料具有相變硬化特性 或者固溶+時效強化特性，或者通過快速烙凝處理能夠使得其自身的強度、硬度顯著提高； 或者通過局部加熱后，能夠改變加熱區(qū)域的顯微組織結(jié)構(gòu)，經(jīng)過后續(xù)的時效或者回火處理 使得所形成的金屬基復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)與性能發(fā)生顯著變化。工件表面清理的目的是除去 表面的油潰污物，W保證表面處理的效果。
[0037]材料的厚度：可[^根據(jù)需要設(shè)計為 0. 5mm、1mm、1. 5mm、2mm、3mm、4mm、5mm、8mm等 各種不同厚度。
[003引 似根據(jù)所需要制造零件的特點，設(shè)計所要制造金屬基復(fù)合材料中增強相的尺寸 大小、數(shù)量、分布方式，使所制造的金屬基復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)與性能上滿足需求：由于本發(fā)明 可W非常方便地調(diào)控增強相的形狀、尺寸和分布方式，并因此調(diào)控所形成同素異構(gòu)金屬基 復(fù)合材料的強度、剛度、延伸率、沖壓性能、延展性、可焊性、耐磨性等性能，滿足不同工況的 需求，所W增強相圖樣的形狀、組織結(jié)構(gòu)與性能設(shè)計是本發(fā)明的關(guān)鍵步驟之一。
[0039]
[0040] (3)所述高功率能量束/場包括高功率激光束或電子束、離子束W及感應(yīng)熱源等， 采用高功率能量束/場對材料進行選區(qū)強初化處理，形成金屬基復(fù)合材料：根據(jù)步驟2中對 金屬基復(fù)合材料圖樣及性能的設(shè)計，采用高功率激光束或電子束、離子束W及感應(yīng)熱源等 表面加工工藝對金屬基材進行選區(qū)強初化處理，使得基材的增強相大小、形狀與分布滿足 設(shè)計要求，并使所制備的金屬基復(fù)合材料的機械性能滿足使用要求。
[0041] 制造金屬預(yù)制材料時，強初化處理工藝的優(yōu)選：實際處理時，可W根據(jù)所選用的基 材種類不同，既可W選用基于固態(tài)相變?yōu)橹鞯倪x區(qū)強初化處理，獲得同素異構(gòu)金屬基復(fù)合 材料；也可W選用基于快速烙凝為主的選區(qū)強初化處理，獲得晶粒更加細(xì)化的同素異構(gòu)金 屬基復(fù)合材料。但是，前者可W基本上不破壞金屬基體原有的表面粗糖度，后者的表面粗糖 度會有所下降。還可W針對所采用的材料體系，選擇激光或者電子束固溶-時效處理的方 式進行強初化處理。
[0042] (4)設(shè)計選區(qū)強初化處理的數(shù)控程序，對工件進行選區(qū)強初化處理，直至完成整個 工件的選區(qū)強初化處理。
[0043] 高功率能量束/場制備選區(qū)強初化處理制備的金屬基復(fù)合材料板件，可W直接作 為結(jié)構(gòu)材料供貨；或者采用激光切割、等離子切割或者沖壓等機械加工方式，將經(jīng)過處理 后的金屬基復(fù)合材料加工（可W采用沖壓、彎折、切割、焊接等工藝方式）成所需要零件的 形狀，使其達到零件的最終尺寸與性能要求。此外，還可W先將金屬材料加工成所需要的形 狀，然后進行選區(qū)強初化處理，獲得同素異構(gòu)的金屬基復(fù)合材料構(gòu)件。
[0044] W汽車為例，本發(fā)明提供的預(yù)制材料可用于制作A柱加強板、A柱板、頂肋條板、內(nèi) 擋板，輪罩板、后口內(nèi)板、前口內(nèi)板、地板、偵螺板、保險杠、發(fā)動機底座板、減震器罩板、前橫 梁、頂部橫梁、前后加強梁、加強板、連體梁、艙座板和底部橫梁等。
[0045] 實例：
[0046] 實施例1:基于點陣式選區(qū)激光澤火的高強度DP雙相鋼金屬預(yù)制材料板材的制造 方法。
[0047] 雙相鋼W鐵素體（巧和馬氏體（M)組織為主，馬氏體W島狀彌散分布在鐵素體基 體中，具有低的屈服強度和屈強比，高的形變硬化指數(shù)，DP系列高強鋼廣泛應(yīng)用于汽車結(jié)構(gòu) 類零件，如：車口防撞梁、車口檻加強板、座椅支架等等。
[004引本實施例采用厚度為1. 6mm的DP雙相鋼板（普通冷社鋼板、冷社鍛鋒鋼板）作為 原材料，用高功率光纖激光器作熱源，激光功率密度1. 5X104W/cm2~2. 2X10 4W/cm2,光斑 直徑大小為5mm，對鋼板的雙面分別進行選區(qū)激光澤火處理，單面澤火深度0. 8mm，形成直 徑為5mm、強化區(qū)域面密度分別為30%、50%和70%的增強相陣列，硬化相的分布為圖1的 點陣形式。該工藝參數(shù)條件下，激光澤火區(qū)域中原有F+M雙組元結(jié)構(gòu)中的F相變?yōu)棣?，?處理區(qū)域仍然保持F+M雙組元結(jié)構(gòu)。因此，圓形硬化區(qū)內(nèi)低碳馬氏體增強相的比例顯著提 高，硬化區(qū)內(nèi)的強化組織與金屬基體組合在一起，形成同素異構(gòu)金屬基復(fù)合材料，抗拉強度 和屈服強度明顯提高，但延伸率有所下降。
[0049] 本實施例獲得的DP鋼同素異構(gòu)金屬基復(fù)合材料性能變化如表1所示。表中，屈服 強度（〇s)和抗拉強度（〇b)的單位為MPa。延伸率（δ)的單位為％。
[0050] 表1.選區(qū)激光強化DP雙相鋼的性能變化
[0051]
[0052] 由表1可W看出，激光選區(qū)澤火強化后，490DP和590DP鋼板的屈服強度σS、抗拉 強度〇b明顯提高，但延伸率δ相應(yīng)降低。700DP鋼板經(jīng)過70%激光選區(qū)強化后，其抗拉 強度。b與屈服強度。赴到800DP鋼板的強度級別，而延伸率δ略低于原始800DP鋼板。 8000?鋼板經(jīng)過70%激光選區(qū)強化后，其抗拉強度〇,為1〇〇51?3達到9800?鋼板的強度 級別，而屈服強度和延伸率δ都高于原始980DP鋼板。由此說明，本實施例制造的金 屬預(yù)制材料與同等強度級別的DP雙相鋼相比，延伸率更好，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。（好像不 完全對應(yīng)的上）
[0053] 實施例2:選區(qū)激光澤火制造lOOOMPa雙相鋼金屬預(yù)制材料板材
[0054] 800DP雙相鋼板可W用于制造乘用車的結(jié)構(gòu)加強件，如B柱/A柱加強板、橫梁、加 強梁發(fā)動機后支架等。本實施例采用厚度為0. 8mm、1. 0mm和1. 6mm的冷社800DP雙相鋼板 作為原材料（可W是普通冷社鋼板、也可W是冷社鍛鋒鋼板），采用高功率光纖激光器作熱 源，激光功率密度分別為1. 2X104W/cm2, 2. 0X104W/cm2,1. 5X104W/cm2,單面澤火深度分別 為0. 4mm，0. 5mm，0. 8mm;對前兩種鋼板的單面進行選區(qū)激光澤火處理，對后一種鋼板的雙 面分別進行選區(qū)激光澤火處理。光斑直徑為5mm，單個光斑移動形成的條帶橫貫鋼板表面， 形成如圖2的貫穿線條的分布方式，強化相面密度為50%的增強相陣列。該工藝參數(shù)條件 下，激光澤火區(qū)域中原有F+M雙組元結(jié)構(gòu)組織中低碳馬氏體增強相的比例顯著提高，硬化 區(qū)內(nèi)的強化組織與金屬基體組合在一起，形成同素異構(gòu)金屬基復(fù)合材料，屈服強度和抗拉 強度顯著提升，延伸率下降。800DP雙相鋼板的抗拉強度〇b為802MPa，原始屈服強度σS 為567MPa，延伸率δ為14%。
[00