华中科技大学Corros. Sci.：奥氏体不锈钢激光-电弧复合焊过程中外磁场对耐点蚀性的影响
【引言】
奥氏体不锈钢(ASS)由于其优异的机械性能和抗局部腐蚀能力，在核能、石油化工和航海领域应用广泛。奥氏体不锈钢点蚀经常发生在δ铁素体中，并且通过该相的选择性溶解而扩散。304 ASS作为一种典型的奥氏体不锈钢，通常在焊接区存在少量的δ铁素体相，在奥氏体基体不均匀分布，促进点蚀生成。近年来在电磁加工领域，尤其是通过弱磁场改变奥氏体不锈钢焊接区成形性和性能方面有很大的进步，然而激光-电弧复合焊过程中弱磁场对奥氏体不锈钢铁素体以及耐点蚀性的影响鲜有报道。
【成果简介】
北京时间7月27日，华中科技大学蒋平团队在Corrosion Science上在线发表了一篇题目为“Effect of magnetic field applied during laser-arc hybrid welding in improving the pitting resistance of the welded zone in austenitic stainless steel”的文章。在该文章中，研究人员在恒温30℃、3.5%NaCl溶液中进行电位极化试验，通过点蚀电位(Epit vs SCE)和钝化电流密度( -0.16VSCE的Ip)来评估耐点蚀性。本文最大的创新点在于研究者对激光-电弧复合焊过程中弱磁场对奥氏体不锈钢铁素体以及耐点蚀性的影响做了相应的实验并得出结论：在激光-电弧复合焊接的过程中，施加外磁场可以提高奥氏体不锈钢焊接区的耐点蚀性能。
【图文导读】
图1 实验装置原理图
焊接板材为3.5mm厚度的SUS304板，使用光学显微镜和扫描电子显微镜观察焊接区的微观结构。
图2 工作电极选择区域
工作电极镶嵌在环氧树脂中，铜线连接在背面。
图3 焊接处横截面形貌态及铁素体微观结构
a,d. 0mT样品在焊接处的横截面形态、铁素体微观结构；
b,e. 24mT样品在焊接处的横截面形态、铁素体微观结构；
c,f. 32mT样品在焊接处的横截面形态、铁素体微观结构；
g. 高倍放大的板条状铁素体；
h. 高倍放大的骨架状铁素体。
图4 不同外磁场强度下焊接区δ铁素体的IPF和ODF表征
a,f. 0mT;
b,g. 8mT;
c,h. 16mT;
d,i. 24mT;
e,j. 32mT。
图5 不同外磁场强度下304 ASS样品的开路电位曲线
样品在30℃、3.5%NaCl溶液中浸泡40分钟。
图6 不同电流密度和外磁场强度曲线
a. 在3.5%NaCl溶液中，不同外磁场强度下304 ASS焊接区的极化曲线；
b. 在-0.16VSCE下分散频带Epit和Ip即外磁场强度函数曲线。
图7 点蚀孔的形态和深度测量
a,b. 在0mT的点蚀孔的形态和深度测量；
c,d. 在24mT的点蚀孔的形态和深度测量。
图8 δ相相界附近Cr分布的EDS表征
a. B=0mT;
b. B=16mT;
c. B=24mT;
d. B=32mT.
【小结】
在激光-电弧复合焊接过程中，由外磁场产生的搅拌效果影响着温度场，降低温度梯度以及温度梯度方向多样性，从而促进了形态一致的骨架状铁素体的形成，降低了铁素体结构强度。这些因素的变化促进了Cr均匀扩散，提高了耐点蚀性。
文献链接：Effect of magnetic field applied during laser-arc hybrid welding in improving the pitting resistance of the welded zone in austenitic stainless steel(Corros.Sci.,2017, DOI: 10.1016/j.corsci.2017.07.019)
本文由材料人编辑部刘锦锦编译，陈炳旭审核，点我加入材料人编辑部
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