具有代表性的顶部和侧面的动态电位测量结果和总结的Eb值如图7所示 。 图7a b所示的粗糙表面(打印时 ， 轮廓扫描/重新熔化 ， 滚轴抛光 ， 钝化)的动电位测量证实了之前工作提出的机制 。 Burstein等人的研究表明 ， 粗糙度的增加通过增加潜在亚稳坑起爆点的数量导致不锈钢更容易击穿钝化 。 这些动态电位测量显示增加的亚稳态点蚀活性 ， 即无源区域电流密度的峰值 ， 对于粗糙表面抛光 。 类似的亚稳态点蚀事件在较光滑的电抛光和研磨样品上不常见 。
图7:击穿电位测量 。 a顶部和b侧构建角的所有表面处理的代表性动态电位测量 ， 并在c中总结Eb 。 误差条表示一个标准偏差 ， 而单个符号显示给定条件下的所有数据以显示扩散 ， 钝化(P)的数据也被显示 。 c中的水平虚线表示地面条件的平均Eb 。 变形地面316L的地面表面Eb的测量结果见a b 。
另一个影响钝化分解和增加稳定坑生长可能性的因素来自Galvele坑稳定性准则(x.i) 。 在粗糙的表面上 ， 由尖锐的悬垂特征(10-50 μm深)控制的阳极液的扩散长度(x)更大 ， 将需要更低的电流密度(i)来将坑从亚稳态转变为稳定 。 在图4中 ， 对于给定的表面光面 ， 控制扩散路径严重程度的尖锐悬挑特征的数量与样品Eb有很好的相关性 ， 在电抛光样品上 ， 悬挑特征数量最低的具有最大的Eb 。 这些机制 ， 增加亚稳态点蚀频率和降低电流密度对稳定点蚀至关重要 ， 可能是粗糙表面点蚀敏感性增加(低Eb)的主要原因 。 此外 ， 这种坑稳定性准则效应可以通过闭塞的差分曝气池的发展而加剧 ， 这可能发生在开路条件下 ， 在现实世界的场景中 ， 形成在这些粗糙表面的悬垂特征中 。
图7c中平均Eb值的趋势通常与图6e中的Sa测量值相反 ， 随着Sa值的降低 ， Eb值增加 。 对于每个构建角度 ， 与其他表面处理相比 ， 电抛光样品表现出最大的Eb值(不包括地面) 。 所有比较均采用双尾不平等方差 ， 研究t检验 ， p值< 0.05 ， 证明零假设不成立 。 唯一的例外是轮廓扫描策略样本的顶部方向 ， 在顶部方向上显示出与电抛光的统计相似(p值= 0.06)的平均Eb值 。 电抛光试样的侧面(p值= 0.41)和上蒙皮(p值= 0.26)方向与地面在同一方向上具有统计学相似性 ， 而顶部(p值= 0.04)和下蒙皮(p值= 1.2 ×10?5)方向与地面有统计学差异 ， 地面表面的Eb大于电抛光试样 。
在图7c中 ， 对比给定表面光面下Eb的取向依赖关系 ， 显示出打印时、滚转抛光、轮廓扫描策略/重熔和钝化表面条件下的顶部取向均与其他三种取向的Eb有统计学差异(p值< 0.05) 。 有两个例外;比较AP和P表面抛光的顶部和侧面方向 。 在对比顶部取向和其他三种构建角度时 ， 电抛光和地面样品没有显示出统计学上的显著差异 ， 这表明在抛光到光滑表面时 ， 不同构建取向的印刷显微组织与腐蚀响应没有依赖关系 。 此外 ， 电抛光样品的下表皮Sa值与打印和轮廓扫描样品的侧面和上表皮Sa值相似 ， 然而 ， Eb仍然很大 ， 可能是由于缺乏“附着”特征 。
Sa/Sz与Eb之间的关系如图8所示 ， 不考虑构建角度 。 Eb的平稳期预计在~1.2 VAg/AgCl ， 大致位于地面和电抛光表面处理测量值的位置 。 所有其他表面处理Eb都低于这一平台 ， 随着Sa/Sz强度的增加 ， 趋向于316L的OCP值(?0.26至?0.01 VAg/AgCl) 。 Sa与Eb曲线(图8a)的趋势接近线性 ， Sa与Eb之间存在中度相关性(R2 = 0.57) 。 翻滚抛光样品是Sa和Eb情况下最大的异常值 ， 由于Sa值相对较低 ， 显示出比预期更低的Eb值 。 当从数据集中去除滚轧抛光试样测量值时 ， Sa和Eb之间的线性相关关系变得更强(R2 = 0.71) 。 在图8b中 ， Sz和Eb之间的相关性很差(R2 = 0.25) ， 没有表现出与Sa和Eb相同的线性行为 ， Eb和Sz的测量值分别在0.0-1.2 VAg/AgCl和120-200 μm之间 。
图8：击穿电位与表面粗糙度的关系 。 Eb与粗糙度测量的散点图 ， a Sa和b Sz 。 给出了锻件316L表面的电子流和粗糙度测量结果 。 误差条表示所有测量的一个标准偏差 。
AM316l电抛光和研磨表面的Eb值在统计学上比图8中锻造316L样品的Eb值大(p值< 0.05) 。 在其他AM/PBF 316L材料中也观察到类似的结果 。 对AM材料中Eb增加的解释仍在调查中 ， 怀疑的原因是非金属夹杂物的细化 ， 通常表现为凹坑起始点 。
粗糙度和悬起/附着特征在这里被描述为钝化击穿的主要因素 ， 然而 ， 导言中详细阐述的与打印表面相关的几个特征可能会影响腐蚀或其他退化模式(应力腐蚀开裂等等) 。 部分熔融粉末的微观结构特征(粒径比体块更小/化学异质性不同)可能导致与完全熔融部分不同的电化学性能 ， 并加剧局部腐蚀起始频率和闭塞细胞效应 。 同样 ， 对于翻滚抛光的样品 ， 变形层如果没有完全覆盖表面 ， 会导致不锈钢冷加工引起的OCP局部变化 ， 从而产生潜在的电偶 。
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