山特維克與 Vinnova 資助的 AMCO 項目中的合作伙伴一起發(fā)布了一份增材制造不銹鋼腐蝕指南，旨在增加對增材制造不銹鋼 (AMSS) 腐蝕機理和性能的了解。這有助于在嚴苛環(huán)境下運營的行業(yè)中安全實施 3D 打印不銹鋼組件，例如廣泛使用山特維克旗艦合金 Osprey® 2507用于海上和海洋領域的零件制造。增材制造 (AM) ⼯藝提供了制造復雜設計、大規(guī)模定制和按需制造的可能性，尤其是對于復雜零件的制造方面減少了營運資⾦。

增材制造不銹鋼耐腐蝕指南
© Sandvik

推進不銹鋼增材制造產業(yè)化

       3D打印最容易被業(yè)界記住的是無模化以及所釋放的設計自由度,而通過3D打印所實現的材料制備技術的提升是當前商業(yè)界所容易忽視的地方。所幸的是世界范圍內，不少的研究機構在進行通過3D打印技術來提升材料性能的研究。這些研究結果將進一步擴展3D打印的市場應用空間，刺激金屬3D打印技術的市場增長。隨著設備加工技術的提升，加之材料的配合以及價格的合理化，金屬3D打印勢必在產業(yè)化領域的道路越來越寬。而對于加工應用方來說，要迎接這樣的技術浪潮，了解金屬3D打印的冶金加工學就成為必修課。

 耐腐蝕-更進一步的了解

不銹鋼的種類
© 3D科學谷白皮書

        在各種增材制造技術中，LPBF粉末床熔化金屬3D打印⼯藝是當前最常⻅的⼯藝之⼀。激光粉末床熔化 (L-PBF) ⼯藝制造組件的過程始于⾦屬粉末的選擇。這些⾦屬粉末的粒度分布通常在 ca. 15µm 和 50µm 并使⽤特定的粉末⽣產技術進行霧化。在3D打印結束后，未熔化的⾦屬粉末被去除并篩分⾄最佳粒度分布，并且可以通過適當的質量控制⽅法重新⽤于下⼀個構建⼯作。

      山特維克發(fā)布的增材制造不銹鋼腐蝕指南的⽬的是介紹如何對增材制造不銹鋼 (AM SS) 進行腐蝕評估。介紹了四種標準測試⽅法 ASTM G150 / ISO 17864、ASTM G61 / ISO15158、ASTM G48 和 ISO 18069 的基準。

其中開發(fā)了⽤于驗證 AM 增材制造材料腐蝕特性的⼯具以及現有腐蝕測試標準的適⽤性對增材制造的零件進行了評估。研究了兩種常⻅的不銹鋼材料：奧⽒體 316L 和超級雙相不銹鋼 2507。

使⽤增材制造 (AM) ⽣產⾦屬部件正在迅速發(fā)展，在后處理方面，多年來，HIP⼀直⽤于封閉金屬內部的孔隙，并通過在給定時間內使⽤⾼壓和⾼溫來修復粉末材料中的缺陷。HIP 通常⽤于修復孔隙和其他缺陷，以提⾼密度和隨后的機械性能，例如延展性和抗疲勞性。

       熱等靜壓機的發(fā)展包括⾼壓熱處理（HPHT™），在仍處于壓力下的熱處理能力的引⼊。⾼速冷卻與⼯藝可控性的提⾼相結合，從而開發(fā)定制的 HIP 循環(huán)，以保持 AM增材制造⼯藝中的細晶粒尺⼨并獲得所需的相分數，從⽽在保持零件強度的同時提⾼疲勞壽命。

 不銹鋼+3D打印的新世界

      幾十年來，山特維克一直在引領雙相不銹鋼材料的發(fā)展——不斷推出新的雙相和超級雙相材料，這些材料具有更好的性能，是山特維克 DNA 中無可爭議的一部分。山特維克的超級雙相不銹鋼已成功用于高腐蝕性環(huán)境，例如暴露在海水中的海上能源部門，以及要求苛刻的化學加工。迄今為止，超級雙相鋼主要用于無縫管材、板材和棒材。當涉及到增材制造這種快速發(fā)展的技術時——以及由于增材制造 (AM) 的眾多業(yè)務關鍵優(yōu)勢時，在所有已經在使用或開始考慮使用增材制造 (AM) 的苛刻行業(yè)中——安全實施是關鍵。山特維克發(fā)布的增材制造不銹鋼腐蝕性指南將促進增材制造的持續(xù)增長和工業(yè)化。

       自2019年以來，山特維克以持股的方式與BEAMIT集團（BEAMIT Group）建立合作，BEAMIT集團是歐洲領先的增材制造服務提供商，以生產高端金屬部件著稱，這次零部件用于最苛刻的工作環(huán)境。2021 年，山特維克與BEAMIT宣布了3D打印超級雙相不銹鋼的能力，這種能力是潛在的游戲規(guī)則改變者，尤其是對于高腐蝕性環(huán)境中工作的行業(yè)中的應用——例如海上和海洋領域。山特維克的旗艦合金之一，Osprey® 2507，以其出色的耐腐蝕性和耐用性而聞名并值得信賴。與海上能源巨頭 Equinor 和挪威 Eureka Pumps 合作，山特維克 3D 打印了一個葉輪，用于驅動流體通過海底和海底的管道內部。事實證明，經過改造的葉輪比傳統(tǒng)制造的同類產品更輕、更快——甚至在后處理之前就幾乎完全致密且無裂紋 (>99.9%)。

       憑借山特維克深厚的材料專業(yè)知識，以及 BEAMIT 集團在整個增材價值鏈中的市場領先能力，3D打印正在助力在組件性能和及時生產等方面，真正為海上工業(yè)提供一系列關鍵的獨特業(yè)務優(yōu)勢。

 越來越寬的產業(yè)化道路

I 雙相鋼

       雙相鋼不僅僅用于海上作業(yè)，還可以用于汽車等其他工業(yè)制造用途。為了實現汽車輕量化，高強度鋼大量應用于汽車車身、底盤、懸架和轉向零件上。其中，雙相鋼是以相變?yōu)榛�礎的新型高強度鋼，在微觀組織上，雙相鋼是以較軟的鐵素體加硬相馬氏體所構成。在力學性能上，同時具有高的強度和加工硬化指數、低屈強比的特點。雙相鋼能滿足汽車多種結構件的使用，包括用作車身結構件-為結構復雜的沖壓件以及非車身結構件-主要包括懸掛件、底盤和車輪等。

I  ODS合金

       而隨著不銹鋼3D打印工藝控制的提升，ODS合金成為當前不銹鋼3D打印研究的另一個熱點。根據3D科學谷的市場觀察，歐洲地平線 HORIZON 2020發(fā)起topAM 項目，支持開發(fā)3D打印ODS氧化物彌散強化合金。ODS合金是基于馬氏體鋼和鐵素體鋼的基礎上形成的材料，由于本身的晶體結構，體立方中心的鋼基體可以形成具有彌散的柯氏氣體團，形成超穩(wěn)定的強化態(tài)，具有抗高溫蠕變的特性。截至今天，氧化物彌散強化 合金(ODS)允許在極端侵蝕、高溫腐蝕和熱疲勞負載條件下運行。出于這個原因，歐洲地平線 HORIZON 2020的topAM 項目的研究重點是開發(fā) AM-增材制造定制的 ODS 合金和相應的制造工藝，這些工藝將產生具有關鍵延長使用壽命的高性能零件，進而提升相關設備的性能與使用壽命。

       目前，根據亞琛工業(yè)大學通過微觀結構演化模擬軟件進行的有限元法 (FEM) 模擬顯示，在項目中考慮的基礎合金中加入氧化物后，在改善微觀結構方面取得了可喜的成果，項目期待著第一個機械和腐蝕測試結果。隨著設備加工技術的提升，加之材料的配合以及價格的合理化，金屬3D打印勢必在產業(yè)化領域的道路越來越寬。而對于加工應用方來說，要迎接這樣的技術浪潮，了解金屬3D打印的冶金加工學就成為必修課。

(責任編輯：admin)

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