鋁合金材料比強度高和耐蝕性能優異，在汽車工業和航空航天等領域已有廣泛的應用，有研究表明使用SLM方法制備的鋁合金材料的力學性能超過傳統的鑄造材料甚至到達塑性成形鋁合金的水平。此外，作為綜合性能的重要參考依據，腐蝕性能是零件在服役過程中的一個重要因素,材料的耐腐蝕能力不容忽視，SLM打印鋁合金的腐蝕性能研究成果將成為鋁合金產品設計、材料成分調整和打印工序改進的重要參考依據。

SLM成形與傳統工藝成形鋁合金零件在顯微組織、性能方面有著明顯差異，總結目前對SLM方法打印鋁合金的腐蝕性為的研究對進一步指導和推進SLM打印技術的發展具有重要意義。針對普遍關心的3D打印-選區激光熔化成型金屬零件-鋁合金零件的腐蝕行為，近期發表的綜述論文CorrosionBehaviorsofSelectiveLaserMeltedAluminumAlloys:AReview（選區激光熔化成型鋁合金的腐蝕研究綜述），圍繞相關問題進行了系統綜述，特別介紹了3D打印特有的微觀組織、熱處理和表面狀態對腐蝕行為的影響。

 

在該綜述中，作者首先了介紹了SLM增材制造方法及其優缺點，然后詳細總結了SLM法制備的鋁合金材料的微觀結構特點以及在后續熱處理后微觀結構的演變，及其對腐蝕行為的影響。系統總結了SLM鋁合金材料在后續熱處理前后的腐蝕行為，如腐蝕速率、腐蝕形貌和電化學性能（極化曲線和交流阻抗譜）。最后，指出了SLM打印鋁合金在腐蝕行為研究上面臨的挑戰，并對未來的相關研究提供了參考建議。

 

圖一SLM打印技術的示意圖,3D打印（SLM）的汽車LED大燈散熱器，圖片來源：Betatype(封面圖片)

表1  3D打印（SLM）鋁合金腐蝕行為研究匯總

圖二SLM打印鋁合金的微觀結構,（a）SLM打印Al-12Si拋光后的XY面、（b）SLM打印Al-12Si拋光后的XZ面、（c）SLM打印Al-12Si拋光后XY面共晶Si網狀結構、（d）SLM打印Al-12Si拋光后XY面共晶Si網狀結構、（e）Al被腐蝕后的XY面共晶Si網狀結構、（f）Al被腐蝕后的XZ面共晶Si網狀結構

圖三SLM打印鋁合金在后續熱處理前后的微觀結構，（a）SLM打印AlSi10Mg熱處理前表面形貌、（b）SLM打印AlSi10Mg300℃保溫2h熱處理后的表面形貌、（c）SLM打印AlSi10Mg400℃保溫2h熱處理后的表面形貌

圖四SLM打印鋁合金的腐蝕速率，鑄造（紅線）和SLM打印（黑線）Al-12Si的腐蝕速率（表明SLM打印的鋁合金具有更慢的腐蝕速率，更強的抗腐蝕能力）

圖五SLM打印鋁合金的腐蝕形貌、（a，b）鑄造Al-12Si在3.5wt.%NaCl溶液中浸泡14天后的腐蝕形貌、（c，d）SLM打印Al-12Si在3.5wt.%NaCl溶液中浸泡14天后的腐蝕形貌

圖六SLM打印鋁合金的極化曲線、SLM打印AlSi10Mg打印表面、拋光表面和鑄造樣品的極化曲線

圖七、圖八SLM打印鋁合金不同打印面的極化曲線、SLM打印AlSi10Mg鋁合金XY和XZ面的陽極極化區極化曲線

圖九SLM打印鋁合金交流阻抗譜，SLM打印和鑄造AlSi10Mg的交流阻抗譜

圖十SLM打印鋁合金不同溫度熱處理后的腐蝕速率，SLM打印AlSi10Mg不同溫度熱處理后的腐蝕速率

圖十一SLM打印鋁合金不同溫度熱處理后的腐蝕形貌、（a，b）SLM打印AlSi10Mg熱處理前的腐蝕形貌、（c，d）SLM打印AlSi10Mg450℃熱處理后的腐蝕形貌、（e，f）SLM打印AlSi10Mg500℃熱處理后的腐蝕形貌、（g，h）SLM打印AlSi10Mg550℃熱處理后的腐蝕形貌

圖十二SLM打印鋁合金不同溫度熱處理后的交流阻抗譜，（a）SLM打印AlSi10Mg熱處理后的交流阻抗譜、（b）等效電路圖

 

隨著3D打印技術的不斷發展，成熟的3D打印技術在不久的將來一定會廣泛地應用于工業生產中，而SLM作為最具潛力的3D打印方法之一，在打印金屬部件等方面具有重要應用空間。為了更大程度上推動3D打印技術的工業化應用進程，針對3D打印材料腐蝕性為的研究顯得尤為重要。

本文中，作者總結了目前使用SLM打印技術制備的鋁合金材料的腐蝕行為研究，針對熱處理工藝會降低材料耐蝕性能的問題，提出探尋合適的熱處理制度以在改善力學性能同時保證材料的耐蝕性能；在腐蝕行為的研究方面提出采用更多的研究方法以全面地評估材料的耐蝕性能；針對目前對SLM方法打印鋁合金的腐蝕行為研究主要集中于Al-Si系合金的現狀，提出在未來需要對更多種類的打印鋁合金的腐蝕行為進行研究分析。

 

文章鏈接：https://doi.org/10.3390/met10010102