使用多种合金制造复合增强材料是制造高强钢的一种方式,且已有很多相关研究。本论文使用材料为304不锈钢焊丝以及TH-Q50c低碳钢焊丝,通过“A-BA”形式的增材制造方法,最终得到了强度远高于两种原材料的层合材料。该层合材料具有很高的强度,但是塑性很差,后续通过退火热处理来改善成型材料的塑性。主要得到的结论如下:对于层合材料,在低碳钢层和不锈钢层最终形成的组织存在差异。在低碳钢层,最终得到的组织是晶粒尺寸不均匀的铁素体组织,主要是由于在制造过程中的不平衡结晶造成的,细晶区的出现与材料中含有的硅有关,硅的存在能够提供异质形核的基体。在不锈钢层,最终得到的组织是bcc结构的板条马氏体,形成原因与增材制造过程中大的冷却速度有关。硬度测试结果表明不锈钢层的硬度高于低碳钢层的硬度;拉伸强度能够达到900MPa,但是伸长率只有3%,严重限制了材料的使用性能,因此对成型材料进行后续的退火热处理。退火温度选择500℃到1100℃每隔100℃进行退火处理,升温速度为5℃/min,在退火温度保持2.5h,然后随炉冷却到室温,对所有试样进行显微组织观察以及力学性能测试。在低碳钢层,当退火温度为500℃和600℃时,晶粒发生细化,最终得到的组织是铁素体;退火温度为700℃时,最终得到贝氏体;退火温度为800℃和900℃时,组织为贝氏体,珠光体,以及一部分未转化的奥氏体;退火温度为1000℃和1100℃时,组织种类与退火温度为800℃和900℃时类似,但是奥氏体晶粒尺寸显著长大。与此相反,不锈钢层的显微组织类型随着退火温度的增加不发生改变。拉伸结果表明,当退火温度为900℃时,能够达到最佳强度和塑性组合,此时沿着竖直方向的拉伸强度为1255MPa,伸长率为15%;沿着水平方向的拉伸强度为1176MPa,伸长率为26%。所有试样沿着竖直方向拉伸断裂均发生在低碳钢层,说明低碳钢层与不锈钢层界面连接强度超过了纯材料层。所有试样的硬度测试结果均表明不锈钢层的硬度大于低碳钢层的硬度,因为硬度与拉伸强度大致呈正相关关系,因此竖直方向的拉伸试样均断裂在低碳钢层。