Študija korozijskega obnašanja avstenitnega nerjavnega jekla z visoko vsebnostjo dušika
Avstenitno nerjavno jeklo z visoko vsebnostjo dušika ima odlične mehanske lastnosti in odpornost proti koroziji ter edinstvene prednosti pri izdelavi kirurških orodij, materialov za človeške vsadke, instrumentov za zaznavanje močnega magnetnega polja, nakita in kuhinjskih pripomočkov. Ni je najpogosteje uporabljen legirni element v avstenitnem nerjavnem jeklu, vendar je treba z vidika varčevanja z viri, izogibanja magnetizmu in človeškim alergijam Ni v avstenitnem nerjavnem jeklu čim bolj zmanjšati ali odstraniti. V tem prispevku so preučevali enakomerno korozijo, medkristalno korozijo, razpokano korozijo, luknjičasto korozijo in re-pasivacijo avstenitnega nerjavnega jekla brez niklja z visoko vsebnostjo dušika in mangana (HNSS) ter raziskali učinke hladne deformacije in senzibilizacije na mikrostrukturo, značilnosti pasivacijskega filma in odpornost proti koroziji HNSSS v primerjavi s komercialnimi 316L. nerjavno jeklo (316LSS). Obravnavan je povezan mehanizem korozije.
Eksperimentalni materiali so bili 3 HNSS (A, B in C) in komercialni 316LSS. Material pripravimo z obdelavo raztopine. Hladna deformacija nekaterih vzorcev HNSS iz trdne raztopine je bila 8 %, 30 %, 49 % oziroma 60 %. Nekateri vzorci HNSS in 316LSS so bili senzibilizirani pri 650 stopinjah 2 uri. Ko je bil metalografski vzorec poliran na 1,5 μm, je bil elektrolitsko jedkan v 10% (masni delež) raztopini oksalne kisline, jedkalna napetost je bila 12 V, čas pa 90 s.
Enoten korozijski test po standardu ASTM G31; Preskus interkristalne korozije v skladu s standardom ASTM A-262 Praice B; Korozija šivov in luknjičasta korozija se izvajata v skladu s standardoma GB/T 10127-2002 oziroma GB/T 17897-1999. Vzorci, opazovani s transmisijsko elektronsko mikroskopijo, so bili mehansko polirani v 3 mm diske in stanjšani na opazovane primerke z dvojno-razpršilno elektrolizo. Delovna napetost je bila 20V in temperatura -30 stopinj. Korozijsko morfologijo površine vzorca smo opazovali in analizirali s SEM in EDS. Oborjeno fazo senzibiliziranega vzorca smo analizirali z rentgenskim difraktometrom. Kemično sestavo pasiviranega filma smo analizirali z rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo (XPS). Programska oprema XPSPEAK4.1 se uporablja za odštevanje zadnjega in spodnjega dela podatkov XPS, obdelavo prileganja pod vrhom, kalibracijo vrha in izračun integralne površine.
Rezultati kažejo, da sta enakomerna odpornost proti koroziji in odpornost proti intergranularni koroziji trdnih raztopin HNSS očitno slabši od odpornosti 316LSS. Senzibilizacijska obdelava ne vpliva na enakomerno odpornost jekla proti koroziji, vendar vodi do močne oslabitve odpornosti proti koroziji med zrnci, zlasti pri ne-Mo jeklu. Odpornost proti koroziji in luknjičastim luknjam pri trdnih raztopinah HNSS je boljša kot pri 316LSS, zlasti pri jeklu Mo. Preobčutljivost vodi do oslabitve odpornosti reže na korozijo in luknjičaste luknje. Hladna deformacija povzroči veliko število mikroskopskih napak, kar ima za posledico stanjšanje pasivacijskega filma, zmanjšanje stabilnih oksidov v filmu in slabo zaščito, ki zmanjša odpornost HNSS proti luknjanju v raztopini, ki vsebuje Cl-, vendar izboljša njegovo re-pasivacijo. Faza χ je bila oborjena s preobčutljivostjo, odpornost proti koroziji HNSS-jev se je zmanjšala, učinkovitost repasivacije pa se je poslabšala, deformacija pa je bila s povečanjem mraza pomembnejša.
