工程科学学报.第43卷.第5期：676-683.2021年5月 Chinese Journal of Engineering,Vol.43,No.5:676-683,May 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.29.001;http://cje.ustb.edu.cn 不同打印角度SLM-Ti6A14V组织结构及其在含氟离子 溶液中的腐蚀行为 王尧)，阁笑盈)，满成)四，张宏伟”，董超芳)，王昕) 1)中国海洋大学材料科学与工程学院.青岛2661002)北京科技大学新材料技术研究院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:mancheng@ouc.edu.cn 摘要采用金相显微镜、扫描电子显微镜、电化学实验和浸泡实验研究了打印角度30°、45°和60°的SLM-T6A4V试样的 组织结构及其在NF溶液中的腐蚀行为.结果表明，三种试样的组织结构都是原B晶粒内部交叉分布针状相：打印角度 45试样中针状α相尺寸与微观结构品格畸变程度最小.电化学测试结构表明，三种试样在NaF溶液中的腐蚀行为特征都是 随溶液浓度增加，由自发钝化逐渐转变为活性溶解，其临界氟离子浓度分别处于0.0005-0.00075、0.00075-0.001和 0.0005~0.00075molL.浸泡试验结果表明，当NaF浓度低于临界氟离子浓度的时候.试样表面基本保持完整，而高于临界 值的时候试样表面发生活性溶解.此外，对比三种试样的耐腐蚀性能可以发现，打印角度为45试样的耐腐蚀性能优于其他 试样的性能 关键词选择性激光熔化技术：T6A14V:临界氟离子浓度：组织结构：各向异性 分类号TG172.6 Microstructure and corrosion behavior of SLM-Ti6Al4V with different fabrication angles in F-containing solutions WANG Yao,YAN Xiao-ying),MAN Cheng,ZHANG Hong-wei,DONG Chao-fang?,WANG Xin 1)School of Materials Science and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266100,China 2)Institute for Advanced Materials and Technology,University of Science and Technology of Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:mancheng @ouc.edu.cn ABSTRACT Selective laser fusion (SLM)is an emerging 3D printing technology that can greatly shorten the processing cycle and reduce the production cost of medical implants,thus offering broad prospects for application in the biomedical field.In addition,its excellent corrosion resistance is a crucial characteristic for its application as a biomedical material.However,the corrosion behavior of SLM-T16AL4V,especially its corrosion resistance,has not been a focus of extensive study to date.In this study,the microstructures and corrosion behavior of SLM--Ti6Al4V,which was produced via selective laser melting with fabrication angles of30°，45°，and60°，in NaF-containing solutions were investigated using metalloscopy,scanning electron microscope,electrochemical measurement,and immersion test.According to microstructural analysis,SLM-Ti6Al4V is characterized by prior B grains with needle aphases;the prior B grains for the sample with the fabrication angle of 45 are most like equiaxed,and the a'phase are the smallest.In addition,the sample with the fabrication angle of 45 has the smallest lattice distortion compared to the others.The electrochemical measurements reveal that with increasing NaF concentration,the corrosion resistance of all three samples deteriorates,and the critical fluoride concentration of the samples with fabrication angles of 30,45,and 60 are in the range of 0.0005-0.00075 mol-L-,0.00075-0.001 mol-L-,and 收稿日期：2020-09-29 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51901216)：中国博士后科学基金资助项目(2019M652471,2020T130620)不同打印角度 SLM–Ti6Al4V 组织结构及其在含氟离子 溶液中的腐蚀行为 王    尧1)，阎笑盈1)，满    成1) 苣，张宏伟1)，董超芳2)，王    昕1) 1) 中国海洋大学材料科学与工程学院，青岛 266100    2) 北京科技大学新材料技术研究院，北京 100083 苣通信作者，E-mail：mancheng@ouc.edu.cn 摘    要    采用金相显微镜、扫描电子显微镜、电化学实验和浸泡实验研究了打印角度 30°、45°和 60°的 SLM-Ti6Al4V 试样的 组织结构及其在 NaF 溶液中的腐蚀行为. 结果表明，三种试样的组织结构都是原 β 晶粒内部交叉分布针状 α'相；打印角度 45°试样中针状 α'相尺寸与微观结构晶格畸变程度最小. 电化学测试结构表明，三种试样在 NaF 溶液中的腐蚀行为特征都是 随溶液浓度增加 ，由自发钝化逐渐转变为活性溶解 ，其临界氟离子浓度分别处于 0.0005～0.00075、 0.00075～0.001 和 0.0005～0.00075 mol·L−1 . 浸泡试验结果表明，当 NaF 浓度低于临界氟离子浓度的时候，试样表面基本保持完整，而高于临界 值的时候试样表面发生活性溶解. 此外，对比三种试样的耐腐蚀性能可以发现，打印角度为 45°试样的耐腐蚀性能优于其他 试样的性能. 关键词    选择性激光熔化技术；Ti6Al4V；临界氟离子浓度；组织结构；各向异性 分类号    TG172.6 Microstructure  and  corrosion  behavior  of  SLM –Ti6Al4V  with  different  fabrication angles in F− -containing solutions WANG Yao1) ，YAN Xiao-ying1) ，MAN Cheng1) 苣 ，ZHANG Hong-wei1) ，DONG Chao-fang2) ，WANG Xin1) 1) School of Materials Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China 2) Institute for Advanced Materials and Technology, University of Science and Technology of Beijing, Beijing 100083, China 苣 Corresponding author, E-mail: mancheng@ouc.edu.cn ABSTRACT    Selective laser fusion (SLM) is an emerging 3D printing technology that can greatly shorten the processing cycle and reduce  the  production  cost  of  medical  implants,  thus  offering  broad  prospects  for  application  in  the  biomedical  field.  In  addition,  its excellent corrosion resistance is a crucial characteristic for its application as a biomedical material. However, the corrosion behavior of SLM–TI6AL4V, especially its corrosion resistance, has not been a focus of extensive study to date. In this study, the microstructures and corrosion behavior of SLM–Ti6Al4V, which was produced via selective laser melting with fabrication angles of 30°, 45°, and 60°, in NaF-containing  solutions  were  investigated  using  metalloscopy,  scanning  electron  microscope,  electrochemical  measurement,  and immersion test. According to microstructural analysis, SLM–Ti6Al4V is characterized by prior β grains with needle α' phases; the prior β grains for the sample with the fabrication angle of 45° are most like equiaxed, and the α' phase are the smallest. In addition, the sample with the fabrication angle of 45° has the smallest lattice distortion compared to the others. The electrochemical measurements reveal that with increasing NaF concentration, the corrosion resistance of all three samples deteriorates, and the critical fluoride concentration of the samples  with  fabrication  angles  of  30°,  45°,  and  60°  are  in  the  range  of 0.0005– 0.00075 mol·L−1 , 0.00075–0.001  mol·L−1,  and 收稿日期: 2020−09−29 基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51901216）；中国博士后科学基金资助项目（2019M652471，2020T130620） 工程科学学报，第 43 卷，第 5 期：676−683，2021 年 5 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 43, No. 5: 676−683, May 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.29.001; http://cje.ustb.edu.cn