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！
時間：2024-05-23 09:26 來源：焊接科學 作者：admin 閱讀：次
近日，北京科技大學新材料技術研究院北京材料基因工程高精尖創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。
結果表明：在LPBF制備的316L不銹鋼中添加Mo和Ni會產生ẟ鐵素體。采用動電位極化對所有微觀結構進行排序，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生負面影響。
關鍵結論
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。主要發現總結如下。
（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不銹鋼表現出更高的Epit。此外，LPBF+MoNi 316L不銹鋼經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不銹鋼表現出優異的點蝕性能，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研究院特聘副研究員，碩士生導師。2020年畢業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構等在內的科技任務。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質作品獎等。
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
結果表明：在LPBF制備的316L不銹鋼中添加Mo和Ni會產生ẟ鐵素體。采用動電位極化對所有微觀結構進行排序，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。
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。
關鍵結論
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。主要發現總結如下。
（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不銹鋼表現出更高的Epit。此外，LPBF+MoNi 316L不銹鋼經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不銹鋼表現出優異的點蝕性能，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研究院特聘副研究員，碩士生導師。2020年畢業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構等在內的科技任務。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質作品獎等。
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
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