增材制造316L不锈钢应力腐蚀研究进展

SLM制备的316L不锈钢，在熔池中心的组织呈现等轴晶，熔池边界则呈现长条状晶粒，组织形貌通常归因于冷却速度，冷却速度越快，凝固后微观结构发生从平板状到胞状再到树枝状的转变，晶胞具有各向异性。

DED工艺下不同温度梯度、形核生长速率以及晶粒尺寸对组织都有一定的影响，样品存在沿着打印方向生长的柱状晶。DED工艺热源处温度高于远离热源处，因而在该处粉末熔合较好，钝化膜厚，基体表面有非常明显的元素偏析现象。

AM316L不锈钢在外应力和膜致应力的共同作用下，底部钝化膜破裂形成不连续微裂纹，随着应力的加持和外界环境的持续作用下，不连续微裂纹逐步扩展并相连，更终形成宏观裂纹。两种阳极溶解机理的共同点在于：

但也存在一些差别，尤其是钝化膜破裂的原因上：

阳极溶解机理  (a)滑移溶解；(b)钝化膜破裂

由氢控制裂纹形成和扩展的SCC过程称为氢致开裂型应力腐蚀过程。相较于常规316L不锈钢，AM316L存在由增材工艺带来的气孔和未熔化处等固有特征缺陷，属于应力集中位置，因此导致该处具有更大倾向优先成为SCC的微裂纹萌生点，更终引发宏观的SCC裂纹扩展和开裂失效。

AM316L组织均匀性劣于锻造316L，晶粒粗大，晶胞组织呈明显的网格状和柱状，具有显著的各向异性，在应力作用下会导致局部不协调塑性变形。柱状晶胞使得氢更易进入晶胞内部，且易存在于亚稳奥氏体/马氏体相交界处、片层状马氏体等脆性区域，在应力作用下形成亚临界扩展裂纹产生氢脆现象，随着应力加持和塑性应变，多个微裂纹逐渐生长合并为大裂纹，诱发SCC行为。