[发明专利]选择性激光熔覆制备的不锈钢耐蚀性能检测方法

说明书

本发明公开了一种选择性激光熔覆制备的不锈钢耐蚀性能检测方法。SLM不锈钢产品的三维图形设计完成之后，于Z轴方向选择若干个X‑Y平面，每个平面增加圆柱体试样1组3个，每个试样直径为10mm，高度为5mm；将制备好的SLM不锈钢产品与圆柱体试样分离，标识Z轴数值，对圆柱体试样进行抛光并清洗；每组的三个试样分别进行三种性能测试，判断其耐全面腐蚀性能、耐点蚀性能、耐缝隙腐蚀性能。本发明耐蚀检测样品与实际产品为同粉末原料和同工艺参数制备，检测结果准确有效，检测过程直观。无需破坏选择性激光熔覆制备的不锈钢产品，不受实际产品的形状和尺寸限制，能显著节约时间和制造成本。

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种选择性激光熔覆制备的不锈钢耐蚀性能检测方法。

背景技术

选择性激光熔覆(SLM)是一种使用高能量密度激光熔化合金粉末的增材制造技术，是当前金属3D打印中的重要技术。在实际应用中已经成功使用该技术制备了304、316L、420、440等不同牌号的不锈钢产品，机械性能与传统制备方式相当或更好，在模具、医疗等领域具有广阔的应用潜力。

然而，不锈钢的耐蚀性能是评定其是否能应用于生产中的一个重要指标，而耐蚀性能主要取决于材料的表面形貌、相组成以及组织结构等的不均匀性。采用SLM制备的不锈钢材料与传统方式制备的同成分不锈钢材料具有较大的不同。首先，选择性激光熔覆的加工过程是一个急速加热和快速冷却过程，升温速率可达3000K/s，降温速率可达1800K/s。这种工艺特点使得产品中存在有较明显的熔覆道，组织成分和相组成具有较为明显的不均匀性。其次，SLM制备的不锈钢材料产品存在孔隙，难以实现全致密，在表面容易形成肉眼难以分辨的小孔。孔隙、相组成及组织成分是影响不锈钢耐蚀性能的关键因素。因此，使用SLM制备的不锈钢产品耐蚀性能与传统方式制备的不锈钢不同，相关的不锈钢耐蚀性能研究目前尚缺乏系统性研究，迫切需要新的评估工艺和方法。

目前针对不锈钢产品的耐蚀性能评估方法主要有：盐雾测试、硫酸铜测试、蓝点法、沸水法、三氯化铁等试验。这些方法都属于破坏性试验，且需要一定数量的样品进行检测。考虑到SLM制备的产品通常尺寸较小，产品以定制化为主，生产量一般为有限数件甚至单件，因此直接使用传统的评估方法对SLM产品而言时间成本和经济成本高，难以实现。

发明内容

本发明目的在于提供一种在选择性激光熔覆制备不锈钢过程中同步进行耐蚀性能检测的方法。无需破坏不锈钢产品，不受实际产品的形状和尺寸限制，能显著节约时间和制造成本。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

选择性激光熔覆(SLM)制备的不锈钢耐蚀性能检测方法，包括以下步骤：

SLM不锈钢产品的三维图形设计完成之后，于Z轴方向选择若干个X-Y平面，每个平面增加圆柱体试样1组3个，每个试样直径为10mm，高度为5mm；

将制备好的SLM不锈钢产品与圆柱体试样分离，标识Z轴数值，对圆柱体试样进行抛光并清洗；

每组的三个试样分别进行以下性能测试：样品1放入3-5wt％稀硫酸溶液中，恒温加热20-40分钟，清洗、观测，判断其耐全面腐蚀性能；样品2置于支架之上与之点接触，倒入5wt％的三氯化铁溶液中恒温加热1.5-2.5h，清洗、观测，判断其耐点蚀性能；样品3表面缠绕聚四氟乙烯，放入6-8wt％的三氯化铁溶液中恒温加热1.5-2.5h，清洗、观测，判断其耐缝隙腐蚀性能。

按上述方案，所选X-Y平面平均分布于SLM不锈钢产品Z轴方向。

按上述方案，于Z轴方向选择2-3个X-Y平面增加圆柱体试样。

按上述方案，仅在Z轴为0的X-Y平面增加圆柱体试样。

按上述方案，恒温加热为35-45℃。

本发明相对于现有技术有益效果如下：