本发明是一种适用于电弧增材制造的专用马氏体不锈钢丝材及其增材制造工艺，属于增材制造。
背景技术：
1、电弧增材制造技术是以电弧为热源，金属丝材作为填充材料，通过逐层累积成形金属构件的一种先进制造技术，具有低生产成本、高沉积速率等特点，在大型复杂金属构件的制造和修复中具有明显的优势。目前，冷金属过渡技术(cmt)因其低热输入、无飞溅过渡和低变形量等特点在电弧增材制造中得到了广泛的应用，但是成形构件往往存在组织粗大和各向异性等问题，而脉冲(p)模式能够对液态熔池产生强烈的搅拌，起到细化组织、提高性能的作用。因此，基于cmt+p的电弧增材制造技术成为了国内外研究的热点。
2、马氏体不锈钢因其具有高强度、高硬度以及良好的耐蚀性等优点而广泛应用于航空航天、核能等领域。马氏体不锈钢中，cr是提高马氏体不锈钢耐腐蚀性的主要元素，ni元素能够降低形成δ-铁素体倾向，在合金中起到固溶强化作用，也具有细化晶粒的效果。cu元素是主要的沉淀硬化元素。当其含量大于0.75％时，会析出ε-cu相对钢起到沉淀硬化的作用；若cu含量过高，则容易产生晶界偏析，并且会降低整体的热塑性和热加工性能。此外，nb元素作为强碳化物形成元素，高温时与c结合形成nbc，该相呈细小颗粒状分布于基体中，能够有效避免cr7c3、cr23c6的形成而造成贫铬区出现晶间腐蚀。
3、目前，马氏体不锈钢的增材制造技术主要集中在激光增材制造，其生产的构件极易存在组织、元素分布不均匀的现象，导致构件性能较差，并且激光增材制造技术生产成本高、周期长、效率低，无法生产大尺寸的复杂构件。面对高性能大型复杂构件的生产，问题始终得不到有效解决，从而限制了马氏体不锈钢的应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种适用于电弧增材制造的专用马氏体不锈钢丝材及其制造工艺，通过电弧增材制造技技术、丝材成分设计、增材制造工艺调整和热处理制度优化，来控制成形构件中析出相的含量及其尺寸，解决了低成本且高效率沉积马氏体不锈钢复杂构件的问题，并获得高性能的马氏体不锈钢构件。
2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
3、本发明提供一种适用于电弧增材制造的马氏体不锈钢丝材，其按重量百分比为：c：0.02％～0.05％，si：0.30％～0.50％，mn：0.4％～0.7％，cr：15.20％～16.00％，ni：4.20％～4.70％，cu：3.40％～3.90％，nb：0.15％～0.30％，p：≤0.02％，s：≤0.01％，余量为fe及不可避免的杂质元素。
4、本发明中所述丝材的电弧增材制造工艺：采用冷金属过渡(cmt)+脉冲(p)增材模式，电流150～198a，电压17.4～19.2v，扫描速度0.36～0.48m/min，送丝速度5.0～7.0m/min，保护气体ar+1.5％～2.5％co2，气体流量15～25l/min，层间温度≤120℃。
5、本发明中所述的电弧增材制造工艺：适用于复杂构件的增材制造成形。
6、本发明中所述的适用于电弧增材制造马氏体不锈钢的热处理工艺：固溶温度1020～1080℃，固溶时间0.5～2h，时效温度420～540℃，时效时间0.5～2h。
7、本发明所述的热处理工艺，构件抗拉强度≥1390mpa，屈服强度≥1240mpa，断后伸长率≥14.0％。
8、与现有制造工艺相比，本发明的有益效果在于：
9、本发明所述的马氏体不锈钢丝材及其电弧增材制造工艺适用于大型复杂构件的增材制造成形，通过引入新的制造方法、调控丝材成分，优化制造工艺，准确控制析出相的数量和大小，成形构件经过热处理后抗拉强度≥1390mpa，屈服强度≥1240mpa，断后伸长率≥14.0％。从而使得所述丝材及电弧增材制造工艺在马氏体不锈钢的制造中具有巨大的潜力。
1.一种电弧增材制造构件的方法，其特征在于，电弧增材制造采用专用马氏体不锈钢丝材，专用马氏体不锈钢丝材成分按重量百分比为：c：0.02％～0.05％，si：0.30％～0.50％，mn：0.40％～0.70％，cr：15.20％～16.00％，ni：4.20％～4.70％，cu：3.40％～3.90％，nb：0.15％～0.30％，p：≤0.02％，s：≤0.01％，余量为fe及不可避免的杂质元素；电弧增材制造采用冷金属过渡(cmt)+脉冲(p)增材模式，电流150～198a，电压17.4～19.2v，扫描速度0.36～0.48m/min，送丝速度5.0～7.0m/min，保护气体ar+1.5％～2.5％co2，气体流量15～25l/min，层间温度≤120℃；电弧增材制造获得所需形状的构件，对构件进行热处理，热处理工艺为固溶+时效，其中，固溶温度1020～1080℃，固溶时间0.5～2.0h，时效温度420～540℃，时效时间0.5～2.0h；最终构件抗拉强度≥1390mpa，屈服强度≥1240mpa，断后伸长率≥14.0％。
2.根据权利要求1所述的一种电弧增材制造构件的方法，所述热处理后构件的显微组织主要由马氏体和少量残余奥氏体组成，以及较少且均匀分布的ε-cu相，呈球状弥散析出，平均尺寸小于10nm。
3.根据权利要求1所述的一种电弧增材制造构件的方法，所述热处理后构件的显微组织由马氏体和少量残余奥氏体组成，以及大量的ε-cu相，呈球状弥散析出，平均尺寸小于10nm，并存在nbc析出相分布于马氏体板条间，平均尺寸为80nm。
4.根据权利要求1所述的一种电弧增材制造构件的方法，所述热处理后构件的显微组织由马氏体和一定量的奥氏体组成，其中奥氏体占比升高，以及大量的ε-cu相，呈短棒装状弥散析出，平均尺寸30～50nm，并存在nbc析出相分布于板条间，平均尺寸为120nm。
