模具是工业之母,是制造业极为重要的基础装备。模具的传统制造方法存在一些弊端,如生产周期长、成本高、工艺繁琐、复杂异型模具加工极为困难,不能满足个性化需求,而采用增材制造制备模具可以弥补传统制造方法的不足。因此,本文拟探索H13钢和18Ni300钢的可打印性,通过对其增材制造的控形(状)和控性(能)研究,了解其成形规律,弄清增材制造中这两种钢的凝固过程及其对相变、性能的影响,为H13钢和18Ni300钢的增材制造提供理论和技术指导。本文通过改变打印参数研究了H13钢和18Ni300钢的成形规律,得到了最佳打印参数,并按最佳参数打印了大块试样,表面和内在质量良好。为提高打印试样的性能,对其进行了热处理,采用金相、XRD、SEM、TEM、室温拉伸及电化学腐蚀等方法对相关试样进行了分析,并用铜模吸铸法模拟凝固冷速对H13钢打印凝固行为和组织等的影响进行了研究,得到了许多有重要价值的研究结果。H13钢和18Ni300钢都具有很好的3D打印性,最终得到的大块试样无可见裂纹、气孔等缺陷、组织均匀且表面光洁平整。H13钢和18Ni300钢最优打印参数分别为激光功率P=2200W,扫描速度v=600mm/min和激光功率P=2600W,扫描速度v=600mm/min。H13钢打印试样,无需热处理便可获得较高强度、硬度和耐腐蚀性,抗拉强度达到2081MPa,洛氏硬度达到56.0HRC,在韧性要求不高的场合,可直接应用;对强韧性配合有更高要求的场合,可对成形件直接进行550℃回火2h处理,回火2次,而无需预先进行淬火处理,此时抗拉强度为2006MPa,洛氏硬度为55.2HRC,且塑性较高。18Ni300钢打印试样必须进行热处理才能获得所需的硬度,最佳热处理工艺为840℃固溶1h+490℃时效12h,抗拉强度达到1846MPa,洛氏硬度为52.1HRC,高强度的同时仍具有高塑性。固溶+时效处理之后试样的耐腐蚀性能下降。时效试样的强度和硬度因金属间化合物第二相的析出而升高,后随第二相的粗化而降低。两种热作模具钢的强化方法不同,其增材制造和热处理制度都不相同。增材制造过程的凝固冷速对H13钢的凝固行为和组织有较大影响。通过铜模吸铸法,用不同大小的试样模拟凝固冷速变化,得到了凝固冷速对H13钢凝固行为和组织的影响规律。冷速较慢时,没有等轴树枝晶;冷速快时,出现了等轴树枝晶,且柱状树枝晶区和胞状晶树枝晶区变小。快速凝固H13钢仅由碳过饱和的α相组成,是马氏体组织。与增材制造沉积态试样相比,吸铸试样的硬度更高且更均匀,两者的耐腐蚀性接近。