熔池结构对选区激光熔化316L不锈钢腐蚀行为作用机理

满成; 王孟斐; 李永

doi:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2025030020

粉末冶金技术 ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (4) : 432 -443. DOI: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2025030020

熔池结构对选区激光熔化316L不锈钢腐蚀行为作用机理

满成, 王孟斐, 李永

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摘要

熔池结构是激光增材制造的一个重要特征，同时也是引起选区激光熔化316L不锈钢垂直加工方向（XOY面）和平行加工方向（XOZ面）的组织结构和性能差异的重要原因。本文研究了熔池结构对选区激光熔化316L不锈钢腐蚀行为的作用机理，通过扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪、透射电子显微镜等设备，从不同尺度探究XOY面和XOZ面上熔池结构的差异，并利用电化学测试和浸泡试验研究了XOY面和XOZ面的钝化行为和点蚀行为。结果表明，XOY面上熔池结构沿着加工路径连续分布，熔池内部存在等轴/近等轴胞状亚结构；XOZ面上的熔池结构呈现连续鱼鳞状，熔池内部的胞状结构具有明显的取向性。在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中恒电位成膜后，XOY面钝化膜上氧空位缺陷密度更小，电化学阻抗值更大，Cr₂O₃相对含量更高，表现出比XOZ面具有更加优异的钝化行为；在酸性FeCl₃溶液中浸泡12 h后，XOZ面上的最大点蚀坑深度为447.4μm，约为XOY面的2倍，此外XOZ面圆形点蚀坑的边缘区域能够观察到点蚀坑延扇形熔池边界扩展的趋势。综合可知，XOY面上小尺寸的胞状亚结构促进钝化膜的生长，而XOZ面上的扇形熔池边界能够加速点蚀的扩展过程。