Published May 8, 2021
| Version v1
Publication
Open
Corrosion behavior of additively manufactured stainless steel alloys obtained by laser metal deposition
- 1. University of South Australia
- 2. International Advanced Research Centre for Powder Metallurgy and New Materials
Description
The corrosion behavior of additively manufactured stainless steel (SS) parts is reliant on metallurgical aspects given by the process, such as microstructural characteristics, residual stress, porosity level, and surface roughness. In the Laser Metal Deposition (LMD), these aspects can be controlled by several process parameters including, laser power, scanning speed, overlap ratio, build direction, powder size, and shape. The iterative layer-by-layer deposition nature of LMD implies successive cycles of localized heating and rapid solidification in the material, which can promote distinct corrosion behavior on SS alloys when compared to the correspondent conventionally manufactured. In this work, the corrosion behavior of martensitic, austenitic, and duplex SS alloys processed by LMD was investigated in a sodium chloride environment. Potentiodynamic polarization scans were conducted to determine the electrochemical corrosion factors and passivity regimes for the LMD SS alloys. The corrosion performance of the materials was also assessed by salt spray test for periods up to 1000 hours. The results were correlated to morphological investigations of the microstructure and the degraded corrosion defects. This work demonstrates a close link between the corrosion performance of additively manufactured SS alloys and the LMD processing parameters.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعتمد سلوك التآكل لأجزاء الفولاذ المقاوم للصدأ المصنعة بشكل إضافي على الجوانب المعدنية التي توفرها العملية، مثل الخصائص الهيكلية الدقيقة، والإجهاد المتبقي، ومستوى المسامية، وخشونة السطح. في ترسيب المعادن بالليزر (LMD)، يمكن التحكم في هذه الجوانب من خلال العديد من معلمات العملية بما في ذلك، طاقة الليزر، وسرعة المسح الضوئي، ونسبة التداخل، واتجاه البناء، وحجم المسحوق، والشكل. تتضمن طبيعة الترسيب التكراري لطبقة تلو الأخرى من مادة LMD دورات متتالية من التسخين الموضعي والتصلب السريع في المادة، والتي يمكن أن تعزز سلوك التآكل المميز على سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ عند مقارنتها بالمراسلة المصنعة تقليديًا. في هذا العمل، تم التحقيق في سلوك التآكل لسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي والأوستنيتي والدوبلكس التي تمت معالجتها بواسطة LMD في بيئة كلوريد الصوديوم. تم إجراء فحوصات الاستقطاب الديناميكي لتحديد عوامل التآكل الكهروكيميائية وأنظمة السلبية لسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ. كما تم تقييم أداء التآكل للمواد عن طريق اختبار رش الملح لفترات تصل إلى 1000 ساعة. ارتبطت النتائج بالتحقيقات المورفولوجية للبنية المجهرية وعيوب التآكل المتدهورة. يوضح هذا العمل وجود صلة وثيقة بين أداء التآكل لسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ المصنعة بشكل إضافي ومعلمات معالجة LMD.Translated Description (French)
Le comportement à la corrosion des pièces en acier inoxydable (SS) fabriquées de manière additive dépend des aspects métallurgiques donnés par le processus, tels que les caractéristiques microstructurales, la contrainte résiduelle, le niveau de porosité et la rugosité de surface. Dans le dépôt de métal au laser (LMD), ces aspects peuvent être contrôlés par plusieurs paramètres de processus, notamment la puissance du laser, la vitesse de balayage, le taux de chevauchement, la direction de construction, la taille et la forme de la poudre. La nature de dépôt itérative couche par couche du LMD implique des cycles successifs de chauffage localisé et de solidification rapide dans le matériau, ce qui peut favoriser un comportement à la corrosion distinct sur les alliages SS par rapport au correspondant fabriqué de manière conventionnelle. Dans ce travail, le comportement à la corrosion des alliages SS martensitiques, austénitiques et duplex traités par LMD a été étudié dans un environnement de chlorure de sodium. Des balayages de polarisation potentiodynamiques ont été effectués pour déterminer les facteurs de corrosion électrochimiques et les régimes de passivité pour les alliages LMD SS. La performance de corrosion des matériaux a également été évaluée par test au brouillard salin pour des périodes allant jusqu'à 1000 heures. Les résultats ont été corrélés à des études morphologiques de la microstructure et des défauts de corrosion dégradés. Ce travail démontre un lien étroit entre les performances de corrosion des alliages SS fabriqués de manière additive et les paramètres de traitement LMD.Translated Description (Spanish)
El comportamiento de corrosión de las piezas de acero inoxidable (SS) fabricadas aditivamente depende de los aspectos metalúrgicos dados por el proceso, como las características microestructurales, la tensión residual, el nivel de porosidad y la rugosidad de la superficie. En la deposición de metal por láser (LMD), estos aspectos pueden controlarse mediante varios parámetros del proceso, como la potencia del láser, la velocidad de escaneo, la relación de superposición, la dirección de construcción, el tamaño y la forma del polvo. La naturaleza de deposición iterativa capa por capa de LMD implica ciclos sucesivos de calentamiento localizado y solidificación rápida en el material, lo que puede promover un comportamiento de corrosión distinto en las aleaciones de SS en comparación con el correspondiente fabricado convencionalmente. En este trabajo, se investigó el comportamiento de corrosión de las aleaciones SS martensíticas, austeníticas y dúplex procesadas por LMD en un ambiente de cloruro de sodio. Se realizaron exploraciones de polarización potenciodinámica para determinar los factores de corrosión electroquímica y los regímenes de pasividad para las aleaciones LMD SS. El rendimiento de corrosión de los materiales también se evaluó mediante una prueba de pulverización de sal durante períodos de hasta 1000 horas. Los resultados se correlacionaron con investigaciones morfológicas de la microestructura y los defectos de corrosión degradados. Este trabajo demuestra una estrecha relación entre el rendimiento de corrosión de las aleaciones de SS fabricadas aditivamente y los parámetros de procesamiento de LMD.Files
manuscript.pdf
Files
(246.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:39233763af89a68f736e3deaedbb2643
|
246.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- سلوك التآكل لسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ المصنعة بشكل إضافي والتي تم الحصول عليها عن طريق ترسيب المعادن بالليزر
- Translated title (French)
- Comportement à la corrosion des alliages d'acier inoxydable fabriqués de manière additive obtenus par dépôt de métal au laser
- Translated title (Spanish)
- Comportamiento de corrosión de aleaciones de acero inoxidable fabricadas aditivamente obtenidas por deposición de metal láser
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3160680739
- DOI
- 10.3390/cmdwc2021-09992