激光选区熔化Inconel 718合金的组织与腐蚀性能

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Inconel 718合金是最常用的激光选区熔化合金材料之一,激光选区熔化Inconel718合金(SLM Inconel 718合金)已在航空航天、核电、船舰和化工等领域得到广泛应用。腐蚀性能是SLM Inconel 718合金重要性能指标之一,直接影响合金构件的耐久性和服役安全性。激光选区熔化技术因其特殊的成形工艺,导致材料的微观结构和成分分布与传统加工成形的材料存在差异,从而导致的腐蚀行为不同。因此,本文采用多种电化学测试技术结合成分和形貌表征技术系统地研究了SLM Inconel 718合金在常温下典型腐蚀介质中的腐蚀行为,并与商业轧制态Inconel 718合金(R Inconel 718合金)进行对比,观察到:在3.5 wt.%NaCl溶液中,SLM Inconel 718合金的耐蚀性劣于R Inconel 718合金,SLM Inconel 718合金发生严重的局部腐蚀,腐蚀优先发生在熔池边界且枝状晶受到严重腐蚀。其原因在于:SLM Inconel 718合金表面形成的钝化膜载流子密度高于R Inconel 718合金,且钝化膜中多孔的Ni O含量较高和致密的Cr2O3含量较少,导致其保护性能下降,耐蚀性能下降。在0.1 mol/L NaOH溶液中,SLM Inconel 718合金和R Inconel 718合金均发生点蚀,SLM Inconel 718合金的腐蚀历程分为钝化、溶解、二次钝化、点蚀四个阶段,点蚀优先发生在熔池边界和缺陷部位;与R Inconel 718合金相比,SLM Inconel 718合金的活性更低,腐蚀速率更小,耐蚀性更优。其主要原因在于:SLM Inconel 718合金钝化膜的载流子密度较低,并且钝化膜中保护性高的Cr2O3含量相对较多,多孔膜Ni O含量相对较少,钝化膜更加致密。因此,SLM Inconel 718合金的钝化膜保护性能更好,耐蚀性能更优。在0.05 mol/L H2SO4溶液中,SLM Inconel 718合金的耐蚀性优于R Inconel 718合金,SLM Inconel 718合金发生了均匀腐蚀,而且在枝状晶/胞状晶界面的熔池边界和相边界优先发生腐蚀。与R Inconel 718合金相比,SLM Inconel 718合金的腐蚀电流密度和钝化电流密度较低,耐蚀性较好。其主要原因在于:随着浸泡时间的增加,SLM Inconel 718合金的极化电阻值增加且高于R Inconel 718合金。Ni O、Cr2O3和Fe2O3是SLM Inconel 718和R Inconel 718合金钝化膜的主要成分,但SLM Inconel718合金的钝化膜致密的Cr2O3含量随着浸泡时间增加而增加,多孔的Ni O的含量则减少,其钝化膜相对致密且稳定,保护性更好。
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