SLM-316L不锈钢纳米尺度界面结构特征及其对晶间腐蚀的影响机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51901216
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0103.金属材料使役行为与表面工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Selective laser melting (SLM), which is one of the rising 3D-printing technologies, could exactly fabricate the components with complex shapes and have great application potential in the energy and medical fields. The excellent corrosion resistance of stainless steels is one of the critical factors for their extensive application. However, the dendritic growth during the solidification results in a complex interfacial structure in the SLM stainless steels, which would make the SLM stainless steels suffer from intergranular corrosion. Now, both the intergranular corrosion mechanism of SLM stainless steels and the effect on the interfacial structure on the initiation and extension are unclear. Based on this, the current study aims to investigate the influence of the interfacial structure on the intergranular corrosion of SLM-316L stainless steel following the line of research: dendritic growth-interfacial structure-precipitates from grain boundaries-intergranular corrosion. The advanced microstructure characterization technologies is used to deeply investigate the dendritic growth and the corresponding interfacial structures, and reveal the relationship between the interfacial structure and the formation of the precipitated phases at the grain boundaries. The effect of the interfacial structures on the initiation and extension of intergranular corrosion of SLM stainless steels is studied using the nano-electrochemical in-situ testing technology. Finally, the methods for improving the resistance against intergranular corrosion of SLM stainless steels are obtained based on the research results of this study.
选区激光熔化技术(SLM)是一种新兴的金属3D打印技术,能够快速精密加工结构复杂的不锈钢零件,在能源、医疗等领域中有非常广阔的应用前景。良好的耐蚀性能是不锈钢广泛应用的关键性能之一,然而SLM不锈钢冷却凝固过程中的枝晶生长导致其具有复杂的界面结构,这使得SLM不锈钢将面临严重的晶间腐蚀风险。目前,SLM不锈钢的晶间腐蚀性能以及界面结构特征对其晶间腐蚀性能的作用机制等关键性问题尚未解决。基于此,本项目将围绕枝晶生长-界面结构-晶界析出相-晶间腐蚀的研究思路开展研究工作,采用先进的材料结构表征分析手段,深入研究SLM不锈钢熔池不同部位枝晶生长情况及所对应的纳米尺度界面结构特征,阐明SLM不锈钢界面结构对晶界析出相特征的作用规律,采用电化学纳米原位测试技术从纳米尺度揭示界面结构影响SLM不锈钢晶间腐蚀萌生、扩展的机制,探索优化SLM不锈钢耐晶间腐蚀性能的调控机制。

结项摘要

选区激光熔化技术(SLM)是一种新兴的金属3D打印技术,能够快速精密加工结构复杂的不锈钢零件,在能源、医疗等领域中有非常广阔的应用前景。良好的耐蚀性能是不锈钢广泛应用的关键性能之一,然而SLM不锈钢冷却凝固过程中的枝晶生长导致其具有复杂的界面结构,这使得SLM不锈钢将面临严重的晶间腐蚀风险。基于此,本项目SLM-316L不锈钢为研究对象,重点关注激光熔池内组织结构的不均匀性,围绕枝晶生长-界面结构-晶界析出相-晶间腐蚀的研究思路开展工作。研究了SLM-316L不锈钢的腐蚀行为,探究了SLM-316L不锈钢特征组织结构与点蚀、钝化之间的内在关联,结果表明,SLM-316L不锈钢的耐点蚀行为通常优于传统轧制316L不锈钢,SLM-316L不锈钢的点蚀主要其起源于加工气孔;高密度位错、晶内胞状结构等能够促进钝化膜的形核,进而提高钝化性能;研究了后热处理对SLM-316L不锈钢组织结构的影响规律,揭示了SLM-316L不锈钢特征结构的演变机制,结果表明,650 ºC和900 ºC热处理时SLM-316L不锈钢打印痕迹、位错和晶内胞状结构逐渐消失,1150 ºC热处理时SLM-316L不锈钢发生再结晶,并且晶界出有MnS等颗粒物析出。研究了SLM-316L不锈钢晶间腐蚀的萌生、扩展机制,阐明了后热处理对SLM-316L不锈钢晶界腐蚀的作用机理,结果表明,900 ºC后热处理试样的晶界处析出碳化物,因而表现出最大的晶间腐蚀敏感性;1150 ºC后热处理试样的晶界处MnS形成,成为SLM-316L不锈钢晶间腐蚀的敏感位置,提高晶间腐蚀敏感性。本项目的研究结果不仅能够推进有关纳米尺度下局部腐蚀行为与机理的深层次研究,还能为 SLM 不锈钢工业应用的安全性和寿命评估提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Long-term corrosion kinetics and mechanism of magnesium alloy AZ31 exposed to a dry tropical desert environment
干燥热带沙漠环境下镁合金AZ31的长期腐蚀动力学及机理
  • DOI:
    10.1016/j.corsci.2019.108274
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    CORROSION SCIENCE
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Man, Cheng;Dong, Chaofang;Li, Xiaogang
  • 通讯作者:
    Li, Xiaogang
热处理对SLM-316L不锈钢组织结构及钝化行为的影响机制
  • DOI:
    10.13374/j.issn2095-9389.2022.01.26.002
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    段智为;满成;崔中雨;董超芳;王昕
  • 通讯作者:
    王昕
Different corrosion behaviors between alpha and beta phases of Ti6Al4V in fluoride-containing solutions: Influence of alloying element Al
Ti6Al4V α相和β相在含氟溶液中的不同腐蚀行为:合金元素Al的影响
  • DOI:
    10.1016/j.corsci.2020.108605
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    CORROSION SCIENCE
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Zhang Hongwei;Man Cheng;Wang Liwei;Dong Chaofang;Wang Li;Kong Decheng;Wang Xin
  • 通讯作者:
    Wang Xin
不同打印角度SLM-Ti6Al4V组织结构及其在含氟离子溶液中的腐蚀行为
  • DOI:
    10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.29.001
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    工程科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王尧;阎笑盈;满成;张宏伟;董超芳;王昕
  • 通讯作者:
    王昕
Pitting behavior of SLM 316L stainless steel exposed to chloride environments with different aggressiveness: Pitting mechanism induced by gas pores
SLM 316L不锈钢暴露于不同侵蚀性氯化物环境中的点蚀行为:气孔诱导的点蚀机制
  • DOI:
    10.1016/j.corsci.2020.108520
  • 发表时间:
    2020-05-01
  • 期刊:
    CORROSION SCIENCE
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Duan, Zhiwei;Man, Cheng;Wang, Xin
  • 通讯作者:
    Wang, Xin

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其他文献

猴下颌角截骨术后咬肌变化的影像学与肌电功能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国美容医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    满成;祝颂松;崔剑;张碧;胡静
  • 通讯作者:
    胡静

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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