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应用案例 | 晶粒取向对奥氏体不锈钢腐蚀速率的影响
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论文链接：https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108583
近日，美国加州大学洛杉矶分校土木与环境工程系建筑材料化学实验室、美国加州大学洛杉矶分校材料科学与工程系、美国橡树岭市橡树岭国家实验室、美国加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究所(CNSI)、美国加利福尼亚大学碳管理研究所的科学家们在《Materials and Design》杂志联合发表《Elucidating the grain-orientation dependent corrosion rates of austenitic stainless steels》为题的论文。
文章中科学家们通过结合使用垂直扫描干涉法（VSI）的形貌测量值和电子背散射（EBSD）的显微结构分析，系统地探讨了晶体取向对 AISI 316L 不锈钢的主动（即无电）和被动（即有电）氧化的影响。（科学家们使用 TESCAN MIRA3 场发射扫描电子显微镜+ Oxford UltimMax EBSD 来确定晶粒的结晶取向）。
图1 显示固溶退火316L不锈钢表面微观结构的EBSD分析:
(a) 分析表面的晶粒取向图，颜色代码如所示反极图(IPF)作为插图。
(b) 晶粒取向在被检测表面区域的分布。晶粒取向是相对于表面法线给出的方向。
图2 无电状态下316L不锈钢腐蚀前后的VSI图
图3 无电状态下平均表面高度的变化和腐蚀速率与时间的关系
图4 316L不锈钢的EBSD图、晶粒取向和平均表面高度变化
图5 主动腐蚀与被动腐蚀的腐蚀速率与晶粒取向关系
该研究通过检测数百种具有不同晶体学取向的晶粒来分析316L不锈钢的腐蚀速率。随着表面晶粒从{111}方向（即相对于表面法线）逐渐偏离，晶粒腐蚀速率降低。该研究建立了晶粒取向影响腐蚀速率的机制。腐蚀速率不仅取决于溶质（合金）的作用，还取决于其与周围溶剂以及其中所含离子的相互作用。
该研究对氧化过程的晶体学控制提供了更好的见解，为通过加工增强不锈钢的抗氧化性指明了方向。
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