Выявлены виновники точечной коррозии в нержавеющей стали, напечатанной на 3D-принтере

Как скрытый враг, точечная коррозия поражает металлические поверхности, что затрудняет ее обнаружение и контроль. Этот тип коррозии, вызываемый в первую очередь длительным контактом с морской водой в природе, особенно опасен для военных кораблей. В недавней статье , опубликованной в журнале Nature Communications, ученые Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) углубились в загадочный мир питтинговой коррозии в аддитивной (3D-печати) нержавеющей стали 316L в морской воде. Нержавеющая сталь 316L является популярным выбором для морского применения благодаря превосходному сочетанию механической прочности и коррозионной стойкости . Это утверждение становится еще более справедливым после 3D-печати, но даже этот упругий материал не застрахован от питтинговой коррозии. Команда LLNL обнаружила, что ключевыми игроками в этой коррозионной драме являются крошечные частицы, называемые «шлаками», которые производятся раскислителями, такими как марганец и кремний. При традиционном производстве нержавеющей стали 316L эти элементы обычно добавляются перед литьем для связывания кислорода и образования твердой фазы в расплавленном жидком металле, которую можно легко удалить после производства. Исследователи обнаружили, что эти шлаки также образуются во время 3D-печати лазерным порошковым сплавом (LPBF), но остаются на поверхности металла и вызывают питтинговую коррозию. «Питтинговую коррозию чрезвычайно сложно понять из-за ее стохастической природы, но мы определили характеристики материала, которые вызывают или инициируют этот тип коррозии», — сказал ведущий автор и научный сотрудник LLNL Шохини Сен-Бритейн. «Хотя наши шлаки выглядели иначе, чем те, которые наблюдались в материалах, изготовленных традиционным способом, мы предположили, что они могут быть причиной питтинговой коррозии в 316L. Мы подтвердили это, воспользовавшись впечатляющим набором характеристик материалов и возможностями моделирования, которые мы имеем в LLNL, где мы смогли без сомнения доказать, что причиной были шлаки. Это было чрезвычайно полезно». Хотя шлаки также могут образовываться при традиционном производстве нержавеющей стали, их обычно удаляют с помощью отбойных молотков, шлифовальных машин или других инструментов. По словам исследователей, такие варианты постобработки противоречит цели аддитивного производства (АП) металла, и они добавили, что до их исследования почти не было информации о том, как шлаки образуются и откладываются во время АП. Чтобы ответить на эти оставшиеся без ответа вопросы, команда использовала комбинацию передовых методов, включая плазменно-фокусированное ионно-лучевое фрезерование, трансмиссионную электронную микроскопию и рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию на компонентах из нержавеющей стали AM. Они смогли увеличить масштаб шлаков и раскрыть их роль в процессе коррозии в моделируемой океанской среде, обнаружив, что они создают разрывы и позволяют богатой хлоридами воде проникать в сталь и сеять хаос. Кроме того, шлаки содержат металлические включения, которые растворяются под воздействием морской воды, что еще больше способствует процессу коррозии. «Мы хотели провести глубокое микроскопическое исследование, чтобы выяснить, что потенциально может быть ответственным за коррозию, когда она действительно происходит в этих материалах, и если это так, то могут быть дополнительные способы их улучшения, избегая этого конкретного агента», — сказал главный исследователь Брэндон Вуд. «Образуется вторичная фаза, содержащая марганец — эти шлаки — которая, по-видимому, и является наиболее ответственной. Наша команда провела дополнительную детальную микроскопию, изучая окрестности этих шлаков, и, конечно же, мы смогли показать, что в в этом районе у вас есть усиление — вторичный индикатор того, что это, вероятно, доминирующий агент». По словам ведущего исследователя Томаса Вуазена, с помощью трансмиссионной электронной микроскопии исследователи выборочно снимали с поверхности небольшие образцы напечатанной на 3D-принтере нержавеющей стали (около нескольких микрон), чтобы визуализировать шлаки через микроскоп и проанализировать их химический состав и структуру с атомным разрешением. Методы определения характеристик помогли пролить свет на сложное взаимодействие факторов, которые приводят к питтинговой коррозии, и позволили команде анализировать шлаки способами, которые никогда раньше не делались в AM. «В ходе процесса вы локально плавите материал с помощью лазера, а затем он очень быстро затвердевает», — сказал Вуазен. «Быстрое охлаждение замораживает материал в неравновесном состоянии; по сути, вы сохраняете атомы в конфигурации, которой не должно быть, и изменяете механические и коррозионные свойства материала». «Коррозия очень важна для нержавеющей стали, потому что она часто используется в морских целях. У вас может быть лучший материал с лучшими механическими свойствами, но если он не может контактировать с морской водой, это значительно ограничит возможности применения». Исследователи заявили, что исследование знаменует собой значительный шаг вперед в продолжающейся борьбе с коррозией, не только углубляя научное понимание процессов коррозии, но и прокладывая путь для разработки улучшенных материалов и технологий производства. Разгадав механизмы, лежащие в основе шлаков, и их связь с питтинговой коррозией, инженеры и производители смогут попытаться создать компоненты из нержавеющей стали, которые будут не только прочными и долговечными, но и очень устойчивыми к коррозионным воздействиям морской воды, что имеет последствия, выходящие за рамки морской техники. приложения и в другие отрасли и виды суровых сред. «Когда мы печатаем материал на 3D-принтере, его механические свойства улучшаются, а из наших исследований мы также понимаем, что он также лучше защищает от коррозии», — сказал Вуазен. «Поверхностный оксид, который образуется во время процесса, развивается при высоких температурах, что также придает ему множество различных свойств. Что интересно, так это понять причину, по которой материал корродирует, почему он лучше, чем другие методы, и науку, стоящую за ним. снова и снова подтверждая, что мы можем использовать лазерный синтез AM для улучшения свойств наших материалов, намного превосходя все, что мы можем сделать с помощью других методов». Теперь, когда команда понимает причины точечной коррозии, Сен-Бритэн и Вуазен заявили, что следующими шагами по повышению производительности и долговечности напечатанной на 3D-принтере нержавеющей стали 316L будет изменение состава порошкового сырья для удаления марганца и кремния, чтобы ограничить или исключить образование шлака. Исследователи также смогут проанализировать детальное моделирование пути лазерного плавления и поведения плавления, чтобы оптимизировать параметры лазерной обработки и потенциально предотвратить попадание шлаков на поверхность, добавил Вуазен. «Я думаю, что есть реальный путь к совместному проектированию этих сплавов и способов их обработки, чтобы сделать их еще более устойчивыми к коррозии», ...

Сообщает android-robot.com

Новость из рубрики: Технологии, Наука

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ новости часа

12:26, 05 Дек Гофрированные трубы из нержавеющей стали Гофрированная труба из нержавеющей стали УНИВЕРСАЛЬНАЯ ГОФРИРОВАННАЯ ТРУБА ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ Можно согнуть вручную, но остается прочным и устойчивым к изгибу. Простое и надежное соединение с помощью вставного резьбового соединения или формовочн...

17:00, 23 Апр Названы виновники самых нелепых ДТП На улице Вайтцштрассе в Гамбурге аварии с витринами магазинов происходили 24 раза за последние 25 лет. Банк, оптика, прачечная, парикмахерская, цветочный магазин, кафе – у всех в витрине «стояли» машины, и всегда за рулем были водители старше 70 лет...

15:00, 17 Янв Выявлены ускоряющие старение кожи человека микробы микрофлоры Американские и французские молекулярные биологи провели интересное исследование, где было обнаружено, что состав микрофлоры кожи существенно влияет на процесс старения и появление морщин. Ученые из Университета Калифорнии в Сан-Диего (UCSD) сообщили...

22:42, 28 Окт Как выбрать марки стали При выборе нержавеющей стали для конкретного применения необходимо учитывать основные свойства, перечисленные в таблице 1. Эти свойства различаются для всех пяти основных типов сплавов, таких как дисперсионно-твердеющие, мартенситные, ферритные, дуп...

09:00, 15 Сен Стали известны претенденты на награду FIFA The Best ФИФА объявила список футболистов, номинированных на ежегодную награду The Best. В общей сложности в числе номинантов оказались двенадцать игроков. Их достижения учитывались в период с 19 декабря 2022 года по 20 августа 2023 года. За награду "Лучшего...

10:00, 12 Сен Стали известны все полуфиналисты ЧМ-2023 по баскетболу Германия стала очередным полуфиналистом мужского чемпионата мира по баскетболу, который проходит на Филиппинах. В четвертьфинале Бундестим в напряженном матче одолела команду Латвии. Отметим, что поединок был очень ровным. Так, на последнюю четверть...

14:00, 28 Сен Стали известны первые полуфиналисты ЧМ по баскетболу Сборные Сербии и США стали первыми полуфиналистами чемпионата мира по баскетболу среди проходящих ныне на Филиппинах мужских команд. Сербы не оставили шансов команде Литвы, которая до этого нанесла поражение главному фавориту турнира - Соединенным Ш...

01:00, 18 Фев Стали известны победители Грэмми-2023 В ночь на 6 февраля в Лос-Анджелесе состоялась 65-я церемония награждения премии Грэмми-2023. Американская певица Бейонсе стала самой номинированной артисткой. Полный список лауреатов опубликован на сайте премии. Победители Грэмми-2023 Запись года: ...

18:00, 25 Дек Стали известны главные расцветки Samsung Galaxy S23 Ходят слухи, что Samsung анонсирует Galaxy S23, S23+ и S23 Ultra на мероприятии 1 февраля. По мере приближения к этой дате начинает просачиваться все больше и больше подробностей об устройствах. Сегодня мы узнали, каким будет фирменный цвет будет дл...

22:00, 23 Дек Нивы и УАЗы стали лучшим подарком бойцам СВО В выходные представители Народного фронта объезжали воинские части в Донбассе, Херсонской и Запорожской областях, вручая автомобили и подарки бойцам. Возглавил праздничный кортеж Дед Мороз из Великого Устюга. Корреспондент «За рулем» тоже побывал на...

02:00, 03 Дек Стали известны цены на Tesla Cybertruck в России «Газета.ру» со ссылкой на дилерский центр Moscow Tesla Club рассказала, за сколько в России можно будет приобрести выпущенный недавно в продажу пикап Tesla Cybertruck. С учётом доставки и различных сборов он обойдётся почти в два раза дороже, чем в ...

07:00, 07 Окт Украинцы стали чаще покупать новые авто В сентябре украинцы зарегистрировали 3400 новых автомобилей, что на 16% больше, чем в предыдущем, сообщает ассоциация Укравтопром. При этом по сравнению с сентябрем 2021 года продажи новых авто сократились в 2,8 раза. Отмечается, что первенство на р...

02:00, 04 Фев Почему мошенники стали звонить через WhatsApp и Viber? Телефонные мошенники все чаще стали обзванивать абонентов через мобильные мессенджеры. Расскажем, с чем связана эта тенденция, и как не попасться на обман. Российские абоненты стали отмечать, что нежелательные звонки теперь поступают не только напря...

07:00, 28 Мар Стали известны варианты названий двух новинок Lada Новые модели Lada могут получить названия Ursus и Terum – это следует из свежих данных сайта Федерального института промышленной собственности (ФИПС). АВТОВАЗ оформил права на эти названия – как водится, по широкому списку категорий товаров, в котор...

01:00, 19 Сен Стали известны лауреаты Шнобелевской премии 2023 года В ночь на 15 сентября по киевскому времени в Гарвардском университете прошла церемония награждения Шнобелевской премии. Следует отметить, что ежегодно вручают премию по десяти номинациям, но их список всегда отличается. В этот раз награды были таким...

03:00, 16 Сен Сбер: Мошенники стали чаще подделывать приложения банков Активность создателей поддельных банковских приложений обнаружена Сбербанком, как сообщает газета «Известия». Под видом законных продуктов, пользователи получают программы, которые фактически предоставляют удаленный доступ к их устройствам...

14:00, 22 Сен В Украине стали больше платить налогов на элитные авто В Украине с начала 2019 года на четверть увеличились поступления в местные бюджеты от уплаты налогов на элитные автомобили, сообщает Государственная фискальная служба. Так, с начала года физические лица-владельцы элитных авто уплатили в бюджеты 17,8...

11:00, 06 Апр Стали проще и эгоистичнее: ученые проанализировали изменения в песнях За последние 40 лет тексты популярных песен стали более простыми, повторяющимися и эгоцентричными. Об этом свидетельствуют результаты исследования, проведенного группой ученых под руководством Евы Зангерле, доктора компьютерных наук из Инсбруцкого у...

02:00, 21 Окт Двое украинцев стали долларовыми миллионерами после турнира по Dota 2 Самый крупный турнир The International по Dota 2 выиграла российская команда Team Spirit, в составе которой играли двое украинцев – 18-летний Илья Yatoro Мулярчук и 21-летний Мирослав Mira Колпаков. Об этом сообщает cyber.sports.ru. Соревнования про...

21:00, 24 Ноя Стали известны победители премии American Music Awards 2022 В ночь на 21 ноября в Лос-Анджелесе прошла ежегодная церемония вручения наград American Music Awards 2022. Об этом говорится на сайте премии. Полный список победителей: Артист года - Тейлор Свифт Лучший новый исполнитель - Дал Кэмерон Коллаборация г...

00:00, 26 Мар России стали в четыре раза меньше платить по долгам из-за санкций Страна-агрессор Россия в 2022 году получила вчетверо меньше денег, чем ожидалось. Из-за международных санкций страны-должники приостановили платежи по госкредитам, сообщает РБК со ссылкой на данные Минфина РФ в пятницу, 24 марта. Так, за прошлый год...

21:00, 28 Дек Илон Маск и Марк Цукерберг стали гораздо богаче в 2023 году Илон Маск, Марк Цукерберг и большинство богатейших людей мира стали ещё богаче в 2023 году. Состояния 38 из 50 богатейших людей мира увеличились за уходящий год. Из 500 богатейших 77% стали ещё богаче, причем некоторые заработали почти невообразимые...

16:00, 03 Июл После анонса об уходе Tinder россияне стали чаще знакомиться для брака После того, как онлайн-сервис знакомств Tinder заявил об уходе из России, российские дейтинговые ресурсы наблюдают рост регистраций. Аналитики финтех-компании ЮMoney, сайтов знакомств Mamba и Teamo выяснили, как изменились знакомства в России в эпох...

11:00, 25 Сен Функции Windows 11 Moment 4 стали доступны инсайдерам на канале Release Preview Microsoft выпустила новую предварительную сборку Windows 11 версии 22H2 под номером 22621.2361 (KB5030310) для инсайдеров на канале Release Preview. Эта сборка приносит с собой некоторые новые функции, которые накануне были анонсированы Юсуфом Мехди...

12:00, 02 Ноя Смарт-часы XIAOMI Smart Band 7 Pro стали доступны для заказа в России Умные часы и фитнес-браслеты перестали быть просто удобным инструментом, показывающим время, пульс, уровень стресса или кислорода в крови. Они превратились в стильный аксессуар, который может удачно дополнить образ и подчеркнуть индивидуальность вла...

08:00, 03 Сен Инсайдерам Windows 11 стали доступны новые версии приложений «Блокнот» и «Ножницы» Инсайдерам Windows 11 на каналах Dev и Canary стали доступны обновлённые версии приложений «Блокнот» и «Ножницы», которые получили несколько новых функций. Обратите внимание, что нововведения пока доступны не всем инсайдерам, так как Microsoft намер...

21:00, 31 Мар Кукуян о Сочи: «До 2014-го и после – два разных города. Жизнь и цены стали московские, а зарплаты остались среднероссийские» Арбитр Павел Кукуян сравнил Сочи до Олимпиады-2014 и после. – Вы живете в Сочи. Вас впечатлило, что случилось с городом в 2014-м? – Чтобы так стало в 2014 году, город Сочи с 2007-го сходил с ума – в пробках, в грязи, в пыли. Это было ужасно. Все пер...

15:00, 22 Фев Стали известны российские цены на китайские кроссоверы DFSK ix5 и DFSK ix7 На российском рынке появятся два новых китайских кроссовера, которые начали собирать в Калининграде. Цены на DFSK ix5 и ix7 уже объявлены, оба автомобиля производятся на заводе «Автотор» в Калининграде. DFSK ix5 — это кросс-купе, нем...

03:00, 10 Сен Стали известны вес и размеры iPhone 15 и iPhone 15 Pro Ожидается, что в модели iPhone 15 Pro применится новая средняя рамка изготовленная из титана пятого класса, что сделает устройство значительно легче. По словам Марка Гурмана из Bloomberg, предполагается, что iPhone 15 Pro может стать на 10 процентов...