北京科技大學周奕騏團隊：增材制造的MoNi高合金化316L不銹鋼的點蝕生長動力學！

來源：焊接科學

近日，北京科技大學新材料技術(shù)研究院北京材料基因工程高精尖創(chuàng)新中心的周奕騏特聘副研究員團隊與上海交通大學、上海材料研究所、中國海洋大學、曼徹斯特大學研究團隊合作在《Journal of Materials Research and Technology》發(fā)表最新研究成果“Pit growth kinetics of additively manufactured MoNi over-alloyed type 316L stainless steel”，對鍛造、激光粉末床熔合(LPBF)和MoNi合金化的LPBF型316L不銹鋼的顯微組織進行了比較。周奕騏特聘副研究員為通訊作者。

結(jié)果表明：在LPBF制備的316L不銹鋼中添加Mo和Ni會產(chǎn)生ẟ鐵素體。采用動電位極化對所有微觀結(jié)構(gòu)進行排序，LPBF+MoNi比LPBF和鍛造材料具有更高的腐蝕抗力。采用雙極電化學分析表明，LPBF樣品具有最低的臨界點蝕電位和最高的點蝕生長動力學。LPBF+MoNi不銹鋼的耐腐蝕性能最好。微小的孔隙對點蝕性能產(chǎn)生負面影響。

圖1. 變形316L不銹鋼與（a）LPBF和（b）LPBF+MoNi 316L不銹鋼的X射線衍射光譜。

圖2. (a) 在0.6 M NaCl中進行鍛造、LPBF和LPBF+MoNi 316L不銹鋼的3電極動電位極化測試，(b) LPBF 316L 不銹鋼的外延區(qū)。

圖3. 鍛造、LPBF和 LPBF + MoNi 316L 不銹鋼在不同平面上的BPE氧化邊緣的光學圖像。

關(guān)鍵結(jié)論

對鍛造、LPBF和LPBF+MoNi 316L不銹鋼的顯微組織和點蝕性能進行了比較分析。主要發(fā)現(xiàn)總結(jié)如下。

（1）鍛造不銹鋼和LPBF 316L不銹鋼為全奧氏體不銹鋼。然而，LPBF+MoNi 316L不銹鋼含有ẟ鐵素體相。鐵素體的面積分數(shù)在XOY、YOZ和XOZ平面中是不同的。與鍛造鋼相比，LPBF 316L不銹鋼表現(xiàn)出更高的Epit。此外，LPBF+MoNi 316L不銹鋼經(jīng)動電位極化測試后未觀察到凹坑。此外，動電位極化測試表明XOY、YOZ和XOZ平面之間的腐蝕性能沒有差異。

（2）雙極電化學在316L型不銹鋼上產(chǎn)生線性電位梯度。LPBF316L不銹鋼的臨界點蝕電位和點蝕生長動力學比鍛造不銹鋼更差。此外，LPBF+MoNi 316L不銹鋼表現(xiàn)出優(yōu)異的點蝕性能，這從最高的臨界點蝕電位、最低的成核概率和最慢的點蝕生長動力學可以看出。

（3）與點蝕競爭時，縫隙腐蝕在膨脹過程中獲得更大的電流密度。添加2%的Mo和Ni改善了點蝕性能。然而，它無法解決在相對較低的施加電位下成核的大尺寸凹坑的問題。

通訊作者
周奕騏，博士，北京科技大學新材料技術(shù)研究院特聘副研究員，碩士生導師。2020年畢業(yè)于英國曼徹斯特大學，獲工學博士學位。其后在曼徹斯特大學從事博士后研究工作，2021年起在北京科技大學新材料技術(shù)研究院進行教學科研工作。主持并參與7項包含英國政府未來能源結(jié)構(gòu)等在內(nèi)的科技任務。從事的研究方向為電化學腐蝕，局部腐蝕，氫脆以及腐蝕防護等，以第一作者/通訊作者在Electrochimica Acta, Electrochemistry Communications 等期刊上發(fā)表SCI論文10余篇 (包括一篇封面文章)。擔任Electrochimica Acta等多個國際知名刊物的審稿人。先后獲得SCI Electrochemistry 一等獎, 牛津儀器顯微分析成功優(yōu)質(zhì)作品獎等。

論文引用
Zhou Y, Kong D, Wang L, et al. Pit growth kinetics of additively manufactured MoNi over-alloyed type 316L stainless steel[J]. Journal of Materials Research and Technology, 2023.

https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.11.210