Добавить новость
ru24.net
News in English
Март
2024

Scientists discover origin of corrosion in 3D-printed stainless steel

0

Researchers delved into the mysterious world of pitting corrosion in 3D-printed stainless steel 316L.

Researchers at the Lawrence Livermore National Laboratory delved into the mysterious world of pitting corrosion in additively manufactured (3D-printed) stainless steel 316L in seawater and discovered that the key players in this corrosion drama are tiny particles called “slags.”

Stainless steel 316L is a popular choice for marine applications due to its combination of mechanical strength and corrosion resistance. This holds even more true after 3D printing, but even this resilient material isn’t immune to pitting corrosion.

Slags are produced by deoxidizers such as manganese and silicon. In traditional stainless steel 316L manufacturing, these elements are typically added before casting to bind with oxygen and form a solid phase in the molten liquid metal that can be easily removed post-manufacturing.

The LLNL researchers found these slags also form during laser powder bed fusion (LPBF) 3D printing but remain at the metal’s surface and initiate pitting corrosion.

“Pitting corrosion is extremely difficult to understand due to its stochastic nature, but we determined the material characteristics that cause or initiate this type of corrosion,” Shohini Sen-Britain, lead author of the Nature Communications paper that presents the findings, said in a media statement.

ExOne Metal 3D Printing Process

3D-printing steel.

 

“While our slags looked different than what had been observed in conventionally manufactured materials, we hypothesized that they could be a cause of pitting corrosion in 316L,” Sen-Britain said. “We confirmed this by taking advantage of the impressive materials characterization suite and modelling capabilities we have at LLNL, where we were able to prove without a doubt that slags were the cause. This was extremely rewarding.”

While slags can also form during traditional stainless steel manufacturing, they’re typically removed with chipping hammers, grinders, or other tools. In the scientists’ view, however, those post-processing options would defeat the purpose of additive manufacturing (AM) the metal.

Zooming in on slags

The team used a combination of advanced techniques, including plasma-focused ion beam milling, transmission electron microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy on AM stainless steel components.

They were able to zoom in on the slags and uncover their role in the corrosion process in a simulated ocean environment, finding they created discontinuities and allowed the chloride-rich water to penetrate the steel and wreak havoc. Additionally, the slags contain metal inclusions that dissolve when exposed to the seawater-like environment, further contributing to the corrosion process.

“We wanted to do a deep-dive microscopy study to figure out what could potentially be responsible for corrosion when it does happen in these materials, and if that’s the case, then there may be additional ways of improving them by avoiding that particular agent,” Brandon Wood, the project’s principal investigator, said. “There is a secondary phase that is formed that contains manganese—these slags—that appeared to be what was most responsible. Our team did some additional detailed microscopy looking at the neighbourhood of those slags, and sure enough, we were able to show that in that neighbourhood, you have enhancement—a secondary indicator that this is probably the dominant agent.”

Using transmission electron microscopy, the researchers selectively lifted small samples of 3D-printed stainless steel from the surface—about a few microns—to visualize the slags through the microscope and analyze their chemistry and structure at atomic resolution.

Keeping an eye on corrosion

The characterization techniques helped shed light on the complex interplay of factors that lead to pitting corrosion and enabled the team to analyze slags in ways never done before in AM.

“During the process, you locally melt the material with the laser, and then it solidifies very rapidly,” lead investigator Thomas Voisin said. “The rapid cooling freezes the material in a non-equilibrium state; you’re basically keeping the atoms in a configuration that is not supposed to be, and you’re changing the mechanical and corrosion properties of the material.”

Voisin pointed out that keeping an eye on corrosion is very important when working with stainless steel because it is used in marine applications.

“You could have the best material with the best mechanical properties, but if it cannot be in contact with seawater, this is going to restrict the applications significantly,” he said.

The group noted that this study marks a significant step forward in the ongoing battle against corrosion, not only deepening scientific understanding of corrosion processes but also paving the way for developing improved materials and manufacturing techniques.

By unravelling the mechanisms behind the slags and their relationship to pitting corrosion, engineers and manufacturers can strive to create stainless steel components that are not only strong and durable but also highly resistant to the corrosive forces of seawater, with implications extending beyond the realm of marine applications and into other industries and kinds of harsh environments.

Now that the team understands the causes behind pitting, Sen-Britain and Voisin said the next steps to enhancing the performance and longevity of 3D-printed stainless steel 316L would be altering the formulation of the powder feedstock to remove manganese and silicon to limit or eliminate slag formation.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Бренд экологичной одежды первым в мире сообщил о нападении анти-эко-активисток

19 июля: какой сегодня праздник, что было в этот день

Певец Дмитрий Камский готовит к релизу новый сингл "Песня Земли"

Владислав Овчинский: жители дома на Радужной улице начали переезд в новостройку по программе реновации


На «Атомайз» состоялась первая в России цифровая секьюритизация портфеля кредитов

Спа-наслаждения от Canopy by Hilton Seychelles

Ростовский ЭРЗ Желдорреммаш в 4,2 раза увеличил объем ремонта электровозов серии 2ЭС5К «Ермак».

Стиль бохо для жаркого лета: примеры ярких образов


Biden's anger bleeds through as party weighs his future

Suspect arrested for ‘threatening to kill Trump and his VP pick JD Vance’ in Florida days after assassination attempt

Faculty of International Journalism and Mass Communications Eurasian International University is conducting an additional intake of applicants!

Exclusive - Sayantani Ghosh expresses happiness as sets of her show Dahej Daasi shifted close to her home; says 'I've been manifesting this for quite some time now'


Прощай, ЕС! Россия будет поставлять газ в Иран по сверхмощному трубопроводу

В Магнитогорске из реки выловили женский труп с привязанным к нему грузом

Владислав Овчинский: жители дома на Радужной улице начали переезд в новостройку по программе реновации

Еще один китайский кроссовер планируют собирать в России: что это за модель?


According to BioWare, Dragon Age: The Veilguard is the first entry in the series where "the combat's actually fun" and where characters are "intentionally" the focus of the storytelling, which seems pretty unfair on the first three games

Conscript is an old school survival horror game where the horror is just that you're in World War 1

D&D's new 2024 Player's Handbook will have 10 species to choose from including goliaths, and drow will be closer to their Baldur's Gate 3 version

Интервью AppTime с компанией Innova: релиз Gran Saga в России, внутриигровая оплата и «Масленица» в корейской MMO


Фотомагазин PYN: ваш надійний партнер у світлі та фотографії


Отрытый конкурс красоты и таланта «Одна на миллион»

В регионах Центральной России продолжаются мероприятия в рамках ведомственной акции «Каникулы с Росгвардией»

Адвокат Горшков: арест блогера Била не остановит его от новых пранков

Бизнесмен вакцинировался от суда // Дело об особо крупной растрате рассмотрят в заочном режиме




Цены на аренду жилья в России выросли за год на 40%

Более 100 частных охранников появилось в Запорожской области с начала года

Владислав Овчинский: жители дома на Радужной улице начали переезд в новостройку по программе реновации

Как Анна Какачия едет в Якутск на попутках: «Автостоп – не халява, а взаимный обмен»


300 бесплатных операций по стерилизации животных проведут волонтеры из Новосибирска в Якутске

В России сильно подорожало обслуживание автомобильных кондиционеров

Shaman пошутил о причинах выхода Байдена из президентской гонки в США

​Образовательный центр московского уровня появился в Новой Чаре


Паес и Амритрадж введены в Зал теннисной славы в Ньюпорте

Журналисты раскрыли значение цветов наряда онкобольной Миддлтон на Уимблдоне

Рафаэль Надаль сыграет в финале турнира ATP впервые с 2022 года

Теннисистку из Красноярска допустили до Олимпиады в Париже


​Образовательный центр московского уровня появился в Новой Чаре

Город заключил офсетный контракт на поставку ...

Американцы за пять часов пожертвовали штабу Харрис 46,7 миллионов долларов

В России сильно подорожало обслуживание автомобильных кондиционеров


Музыкальные новости

Концерт «Бах vs Бетховен» от Amadeus Concerts

На торги выставлена картина Фрэнка Синатры

Лоза объяснил, почему не закрывает комментарии к своим постам

В сети появился ролик с исполнением Лолитой песни Моргенштерна



Адвокат Горшков: арест блогера Била не остановит его от новых пранков

Несколько авиарейсов в Томск задерживаются из-за тумана

Отрытый конкурс красоты и таланта «Одна на миллион»

Бизнесмен вакцинировался от суда // Дело об особо крупной растрате рассмотрят в заочном режиме


Google отказалась от ИИ-функции поиска в сервисе Фото из-за технических проблем

Собянин рассказал, какие современные технологии используются при строительстве метро

Дистрибьюция Музыки.

Владислав Овчинский: жители дома на Радужной улице начали переезд в новостройку по программе реновации


«Надеюсь, еще сыграю в НХЛ с Марченко и Воронковым»

Владимирская область и Москва подписали контракт о создании нового производства

Собянин сообщил о планах по созданию пешеходных зон возле причалов Москвы

Новый утильсбор в России изменит цены на автомобили


Путин заверил Асада в поддержке РФ властей Сирии в отстаивании суверенитета

Bloomberg: В НАТО увидели новую угрозу в российских ледоколах

Гениальный ход: Путин переиграл НАТО. Йеменцы прибыли в Москву с интересным предложением. США в панике готовят флот и авиацию

Пепе Эскобар: Йемен, опозоривший флот США в Красном море, предложил Путину интересные варианты





Секреты долголетия: 7 привычек долгожителей

В Москве ребенок попал в больницу с сотрясением мозга после удара огурцом

«Человек — не хищник»: что такое модная карнивор-диета и можно ли ее соблюдать

Бизнесмен вакцинировался от суда // Дело об особо крупной растрате рассмотрят в заочном режиме


Зеленскому придётся провести референдум, грядущие месяцы будут сложными для него, — Кличко

Киевский режим идёт по пути создания всё новых провокаций

Усадьбу Зеленских в Киеве снесли несмотря на ее арест, прокуратура начала уголовное производство

Кличко: любой шаг Зеленского чреват политическим суицидом


Экс-игрок Мостовой: в матче с "Акроном" я увидел обычный "Локомотив"

"Спартак" начал новый сезон РПЛ с поражения

«Надеюсь, еще сыграю в НХЛ с Марченко и Воронковым»

«Спартак» проиграл в первом матче РПЛ под руководством тренера Станковича


Александр Немец: из Пекина в Москву пришло жесткое указание "Вон из Беларуси!"

В Белоруссии заявили, что Лукашенко может помиловать некоторых участников протестов



Собянин: Началось строительство подъездной дороги к станции Кокошкино МЦД-4

Собянин рассказал о работе Московского международного дома музыки

Собянин рассказал о жизни Московского международного дома музыки

Собянин: 24 объекта культнаследия восстановили инвесторы по городской программе


Транссибирская магистраль | 12) Биробиджан

Новый утильсбор в России изменит цены на автомобили


Город заключил офсетный контракт на поставку ...

В России сильно подорожало обслуживание автомобильных кондиционеров

Американцы за пять часов пожертвовали штабу Харрис 46,7 миллионов долларов

Дахлалла: Более 500 тысяч солдат НАТО приведены в повышенную готовность


Собянин объявил о начале строительства станции метро "Рублево-Архангельское"

Спортсмен из сборной Архангельской области стал победителем масс-старте в Малиновке

АО «Транснефть - Север» обеспечивает надежность производственной инфраструктуры в четырех регионах

В Архангельске стартовала Соловецкая регата


Выставка-персоналия «Замечательный русский беллетрист» к 250-летию со дня рождения М.Н.Загоскина, русского писателя и драматурга

В чем особенность приготовления лапши вок?

В г.Геленджике состоялся Открытый чемпионат Краснодарского края по фланкировке казачьей шашкой, 2024г

Час духовности «Приняла крещенье Русь»


ТГУ привлекут к реализации нового нацпроекта

Алтайский край занял восьмое место по производству органической продукции

CNN: страны Запада хотят внедрить призывную службу из-за России

В России сильно подорожало обслуживание автомобильных кондиционеров












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Уимблдон

Медведев в матче против Синнера на Уимблдоне проявил характер, заявил Ольховский






ТГУ привлекут к реализации нового нацпроекта

​Образовательный центр московского уровня появился в Новой Чаре

В России сильно подорожало обслуживание автомобильных кондиционеров

300 бесплатных операций по стерилизации животных проведут волонтеры из Новосибирска в Якутске