Stony Brook University 

激光增材制造是一种通过熔化和再固化金属粉末逐层制造零件的3D打印技术，为研究如何设计独特结构材料的科学家带来了一次复兴。Stony Brook大学的研究人员做了一项新研究，揭示了激光增材制造的316L不锈钢的腐蚀行为和底层材料结构之间的联系。316L不锈钢是一种耐腐蚀金属，广泛用于海军应用。

研究人员通过多模态同步加速器x射线技术发现了打印参数和材料缺陷状态之间的新联系。这使得研究人员能够绘制出一种更耐腐蚀的打印合金的工程路径。

L-PBF 316L蚀刻表面的光学（左）和扫描电子（右）显微照片，作为打印速度的函数：（a）550（b）650（c）700 毫米/秒。

这项研究结果发表在《增材制造》11月刊上，它可能使未来通过在纳米尺度上修复缺陷，生产出高度耐腐蚀的不锈钢成为可能。该研究还表明，多模态同步加速器技术正在成为建立打印过程、材料底层结构及其实现性能之间相关性的重要工具。

考虑到高位错密度区域与已知会降低腐蚀性能的化学不均匀性形成之间的空间相关性，研究结果证明了微观结构缺陷状态及其随印刷速度的变化对L-PBF 316L耐均匀和局部腐蚀性的影响。

“我们研究的主要重点是，了解激光增材制造的316L不锈钢在3D打印过程固有的快速凝固速率所形成的微观结构缺陷的情况下的腐蚀行为。”JasonTrelewicz博士解释道。他是材料科学与工程副教授，同时也是工程与应用科学学院和高级计算科学研究所的通信作者。“我们发现，虽然打印316L合金的均匀表面腐蚀与传统316L合金相似，但打印材料对点蚀的敏感性增加，特别存在于我们同步加速器测量发现的缺陷密度最大的样品中。”

对额外制造的316L不锈钢的多模态研究显示，在亮场透射电子显微镜(灰度)和叠加的x射线荧光图(彩色)中，合金元素的不均匀和相关分布。资料来源:Stony Brook大学的W. Streit Cunningham博士和Jason Trelewicz教授

该316L样本由合作者Guha Manogharan教授在宾夕法尼亚州立大学打印。该团队在Brookhaven的功能纳米材料中心（CFN）进行了相关电子显微镜检查，并在Stony Brook大学进行了腐蚀测量。

(a）在700mm /s下打印的L-PBF 316L样品上通过叠片重建得到的x射线相图。

除了新型增材制造材料的发展，Trelewicz说，这些发现强调了相关同步x射线和电子显微镜测量在构建激光增材制造材料体积平均微观结构趋势的详细图像中发挥的关键作用。

来源：David J. Sprouster et al, Dislocation microstructure and its influence on corrosion behavior in laser additively manufactured 316L stainless steel, Additive Manufacturing (2021). DOI: 10.1016/j.addma.2021.102263