增材制造的316L不锈钢在核环境中的耐腐蚀性能

《Scientific Reports》：Corrosion resistance behavior of additively manufactured 316L stainless steel in nuclear environments

　　

摘要

增材制造（AM）具有多种独特的优势，包括更高的效率、更灵活的设计能力以及更精细的微观结构。然而，由于打印参数对孔隙率、微观结构特性和钝化膜稳定性的影响，AM制造合金的耐腐蚀性仍是一个有争议的研究领域。本研究报道了使用激光粉末床熔融（LPBF）技术打印316L不锈钢（SS316L）样品，并对其在0.6 M NaCl、H₂O₂（0.01 M和0.5 M）以及Na₂SO₄（25 mM）溶液中的耐腐蚀性进行了测试。样品是在多种打印参数下制备的，包括扫描速度（500–1100 mm/s）、激光功率（150–330 W）和层间距（0.09–0.125 mm），这些参数导致了不同的硬度、电化学行为、孔隙率以及晶粒形态和大小。结果表明，适当的扫描速度和激光功率组合对于实现精细的微观结构和降低孔隙率至关重要。电化学（EIS和PDP）研究的结果表明，AM打印的合金比锻造的316L不锈钢具有更好的耐腐蚀性，其中样品#19表现出最佳的极化电阻（R_p）和最低的电流密度（I_corr）。该样品是在激光功率为230 W、扫描速度为1100 mm/s、层间距为0.09 mm的条件下制备的。结果进一步显示，在NaCl溶液中，孔隙率是引发点蚀的关键因素；而在H₂O₂溶液中，过氧化氢浓度的增加有助于稳定钝化膜。