北京科技大学周奕骐团队：增材制造的MoNi高合金化316L不锈钢的点蚀生长动力学！

来源：焊接科学

近日，北京科技大学新材料技术研究院北京材料基因工程高精尖创新中心的周奕骐特聘副研究员团队与上海交通大学、上海材料研究所、中国海洋大学、曼彻斯特大学研究团队合作在《Journal of Materials Research and Technology》发表最新研究成果“Pit growth kinetics of additively manufactured MoNi over-alloyed type 316L stainless steel”，对锻造、激光粉末床熔合(LPBF)和MoNi合金化的LPBF型316L不锈钢的显微组织进行了比较。周奕骐特聘副研究员为通讯作者。

结果表明：在LPBF制备的316L不锈钢中添加Mo和Ni会产生ẟ铁素体。采用动电位极化对所有微观结构进行排序，LPBF+MoNi比LPBF和锻造材料具有更高的腐蚀抗力。采用双极电化学分析表明，LPBF样品具有最低的临界点蚀电位和最高的点蚀生长动力学。LPBF+MoNi不锈钢的耐腐蚀性能最好。微小的孔隙对点蚀性能产生负面影响。

图1. 变形316L不锈钢与（a）LPBF和（b）LPBF+MoNi 316L不锈钢的X射线衍射光谱。

图2. (a) 在0.6 M NaCl中进行锻造、LPBF和LPBF+MoNi 316L不锈钢的3电极动电位极化测试，(b) LPBF 316L 不锈钢的外延区。

图3. 锻造、LPBF和 LPBF + MoNi 316L 不锈钢在不同平面上的BPE氧化边缘的光学图像。

关键结论

对锻造、LPBF和LPBF+MoNi 316L不锈钢的显微组织和点蚀性能进行了比较分析。主要发现总结如下。

（1）锻造不锈钢和LPBF 316L不锈钢为全奥氏体不锈钢。然而，LPBF+MoNi 316L不锈钢含有ẟ铁素体相。铁素体的面积分数在XOY、YOZ和XOZ平面中是不同的。与锻造钢相比，LPBF 316L不锈钢表现出更高的Epit。此外，LPBF+MoNi 316L不锈钢经动电位极化测试后未观察到凹坑。此外，动电位极化测试表明XOY、YOZ和XOZ平面之间的腐蚀性能没有差异。

（2）双极电化学在316L型不锈钢上产生线性电位梯度。LPBF316L不锈钢的临界点蚀电位和点蚀生长动力学比锻造不锈钢更差。此外，LPBF+MoNi 316L不锈钢表现出优异的点蚀性能，这从最高的临界点蚀电位、最低的成核概率和最慢的点蚀生长动力学可以看出。

（3）与点蚀竞争时，缝隙腐蚀在膨胀过程中获得更大的电流密度。添加2%的Mo和Ni改善了点蚀性能。然而，它无法解决在相对较低的施加电位下成核的大尺寸凹坑的问题。

通讯作者
周奕骐，博士，北京科技大学新材料技术研究院特聘副研究员，硕士生导师。2020年毕业于英国曼彻斯特大学，获工学博士学位。其后在曼彻斯特大学从事博士后研究工作，2021年起在北京科技大学新材料技术研究院进行教学科研工作。主持并参与7项包含英国政府未来能源结构等在内的科技任务。从事的研究方向为电化学腐蚀，局部腐蚀，氢脆以及腐蚀防护等，以第一作者/通讯作者在Electrochimica Acta, Electrochemistry Communications 等期刊上发表SCI论文10余篇 (包括一篇封面文章)。担任Electrochimica Acta等多个国际知名刊物的审稿人。先后获得SCI Electrochemistry 一等奖, 牛津仪器显微分析成功优质作品奖等。

论文引用
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