Исследование структуры, свойств и коррозионной стойкости стали 12Х18Н10Т, полученной методом прямого лазерного выращивания

В статье представлены результаты исследования микроструктуры и коррозионной стойкости нержавеющей стали 12Х18Н10Т, полученной методом прямого лазерного выращивания (ПЛВ). Сравнительный анализ проведен для образцов горячекатаной стали (ГК) и методом ПЛВ в исходном состоянии и после термической обработки (ТО). Коррозионные испытания проведены методами электрохимической поляризации и натурных испытаний в морской воде (испытания в Нячанге, 2544 ч). Полученные данные показали, что выращенные образцы после ТО обладают повышенной питтингостойкостью (ΔЕ = 460 мВ) благодаря гомогенизации структуры и снижению химической неоднородности. Полученные результаты испытаний на стойкость к межкристаллитной коррозии показывают значительный рост стойкости у выращенной стали после ТО по сравнению с исходным состоянием. Лабораторные испытания подтвердили более высокую коррозионную стойкость выращенных образцов по сравнению с горячекатаной, которые показывают более высокую устойчивость к образованию питтингов. Однако в условиях морской среды оба материала показали сопоставимую скорость коррозии (0,019–0,032 г/м²·ч) из-за биообрастания, провоцирующего щелевую и язвенную коррозию. 

1. DebRoy T., Wei H. L., Zuback J. S., Mukherjee T., Elmer J. W., Milewski J. O., Beese A. M., Wilson-Heid A., De A., Zhang W. Additive manufacturing of metallic components – Process, structure and properties // Progress in Materials Science. – 2018. – V. 92. – P. 112–224. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2017.10.001

2. Li Y., Su Q., Sheng G., Hosseini S. R. E., Badran B. E., Gong P., Xin C., Wang H. Recent advances in artificial-intelligence enhanced additive manufacturing of heat exchangers for thermal management: a review // Materials & Design. – 2025. – V. 256. – Art. 114339. DOI: 10.1016/j.matdes.2025.114339

3. Hemwat J., Seenawat M., Promoppatum P., Pandee P. Welding of additively and conventionally manufactured 316L stainless steel // Materials Today Communications. – 2025 – V. 46. – Art. 112683. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2025.112683

4. Kim J.-M., Chun Y.-B., Kang S. H., Lee B. S. Effects of annealing temperature on cellular structure and mechanical properties of additively manufactured 304L stainless steel by directed energy deposition // Materials Science and Engineering: A. – 2025. – V. 924 (1). – Art. 147821. DOI: 10.1016/j.msea.2025.147821

5. Zou L., Huang Y., Tan Y., Wang Y., Wang T., Ma Y., Yuan T., Li R. Anisotropy study of the microstructure, phase composition and properties of 321 stainless steel additively manufactured by laser powder bed fusion // Journal of Manufacturing Processes. – 2025. – V. 141. – P. 1135–1150. DOI: 10.1016/j.jmapro.2025.03.038

6. Korsmik R., Tsybulskiy I., Rodionov A., Klimova-Korsmik O., Gogolukhina M., Ivanov S., Zadykyan G., Mendagaliev R. The approaches to design and manufacturing of large-sized marine machinery parts by direct laser deposition // Procedia CIRP. – 2020. – V. 94. – P. 298–303. DOI: 10.1016/j.procir.2020.09.056

7. Shaysultanov D., Povolyaeva E., Semenyuk A., Mendagaliev R., Alymov N., Zherebtsov S., Stepanov N. Laser direct energy deposition of gradient medium-entropy Fe45.0Co19.6Ni19.6Cr15.0C0.8 (at%) / Fe material with tunable TRIP effect // Journal of Alloys and Compounds. – 2025. – V. 1036. – Art. 182025. DOI: 10.1016/j.jallcom.2025.182025

8. Gushchina M. O., Anisimov D. M., Shabunina Zh. S., Shalnova S. A., Klimova-Korsmik O. G., Topalov I. K., Aleksandrov V. L., Turichin G. A. Features of the Ti-6Al-4V microstructure and phase composition formation by changing the thermal cycle during the process of direct energy deposition // Materials Characterization. – 2025. –V. 227. – Art. 115330. DOI: 10.1016/j.matchar.2025.115330

9. Shalnova S. A., Volosevich D. V., Sannikov M. I., Magidov I. S., Mikhaylovskiy K. V., Turichin G. A., Klimova-Korsmik O. G. Direct energy deposition of SiC reinforced Ti–6Al4V metal matrix composites: Structure and mechanical properties // Ceramics International. – 2022. – V. 48. – Is. 23. – Part A. – P. 35076–35084. DOI: 10.1016/j.ceramint.2022.08.097

10. Britt C., Liu Z.-K., Beese A. M., Keist J. Martensitic to stainless steel gradient by laser-based directed energy deposition: Effect of thermal history on microstructure and hardness // Journal of Manufacturing Processes. – 2025. – V. 150. – P. 662–669. DOI: 10.1016/j.jmapro.2025.06.030

11. Seerangan N. R., Chinnasamy R., Natrajan R., Ashok Kumar A., Ranganathan H. Stress corrosion cracking of friction stir welded AISI 304 and 316 L dissimilar steel alloys // Materials Today: Proceedings. – 2022. – V. 68. – Part 5. – P. 1663–1666. DOI: 10.1016/j.matpr.2022.08.125

12. Veysi A., Roushani M., Najafi H. Synthesis and evaluation of CuNi-MOF as a corrosion inhibitor of AISI 304 and 316 stainless steel in 1N HCl solution // Heliyon. – 2025. – V. 11. – Is. 1. – Art. e41296. DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e41296

13. Shtefan V., Kanunnikova N., Zuyok V. Comparative evaluation of microstructure and electrochemical, high-temperature corrosion rates of titanium- and aluminum-modified black chromium coatings on AISI 304 stainless steel // Surface and Coatings Technology. – 2025. – V. 497. – Art. 131706. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2024.131706

14. Wang M., Liu C., Bai G., Liu H., Liu Y., Fan D., Wang Z., Pang G. Enhancement of surface quality and corrosion resistance in 321 stainless steel by electrochemical machining // Vacuum. – 2025. – V. 240. – Art. 114487. DOI: 10.1016/j.vacuum.2025.114487

15. Tiamiyu A. A., Eduok U., Odeshi A. G., Szpunar J. A. Effect of prior plastic deformation and deformation rate on the corrosion resistance of AISI 321 austenitic stainless steel // Materials Science and Engineering: A. – 2019. – V. 745. – P. 1–9. DOI: 10.1016/j.msea.2018.12.093

16. Ramdane H., Benaioun N., Guezzoul M., Moulayat N., Craciun V. Investigation of the corrosion-preventing properties of nickel-coated austenitic stainless steel (AISI 304) in NaOH and NaOH + 10% NaCl solutions // Inorganic Chemistry Communications. – 2023. – V. 152. – Art. 110671. DOI: 10.1016/j.inoche.2023.110671