Initial comparative studies of the anodic polarization of 304 austenitic steel in eutectic solvents containing propylene or ethylene glycol

• Autorzy: Marczewski Marek , Frąckowiak Sandra , Winiarski Juliusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2022.4.1

Warianty tytułu

PL

Wstępne badania porównawcze procesu polaryzacji anodowej stali austenitycznej 304 w rozpuszczalnikach eutektycznych zawierających glikol propylenowy lub etylenowy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work presents preliminary comparative studies on the process of electrochemical polishing of austenitic 304 steel in two deep eutectic solvents (DES), based on polyols as hydrogen bond donors. The first is the choline chloride and ethylene glycol solvent, known before in the literature, and the second is the rarely discussed choline chloride and propylene glycol solvent. The analyzes showed that in the latter liquid it is possible to achieve similar results as in the first solvent, but without obtaining a full-fledged effect of electrochemical polishing. The process of anodic polarization in each range of current density for each liquid led to an increase in surface roughness and a simultaneous smoothing of the steel microstructure in the case of tested high current densities. For samples subjected to anodic polarization at medium and high current densities, a slight increase in corrosion resistance was observed compared to the chemically etched steel sample.

PL

W pracy zaprezentowano wstępne badania porównawcze nad procesem polerowania elektrochemicznego stali austenitycznej 304 w dwóch rozpuszczalnikach eutektycznych (deep eutectic solvents, DES) opartych na poliolach jako donorach wiązania wodorowego. Pierwszym z rozpuszczalników był znany w literaturze przedmiotu układ złożony z chlorku choliny i glikolu etylenowego, a drugim – rzadko omawiany układ złożony z chlorku choliny i glikolu propylenowego. Wykazano, że w wypadku ostatniej cieczy można osiągnąć podobne wyniki co w tej na bazie glikolu etylenowego, nie uzyskując jednak wyraźnego efektu polerowania elektrochemicznego. Proces polaryzacji anodowej w każdym zakresie gęstości prądu dla każdej cieczy doprowadził do zwiększenia się chropowatości powierzchni przy jednoczesnym wygładzeniu mikrostruktury stali w wypadku ustalonych wysokich gęstości prądu. Stwierdzono drobny wzrost odporności na korozję próbek poddanych polaryzacji anodowej przy średnich i wysokich gęstościach prądu w porównaniu z próbką stalową trawioną chemicznie.

Słowa kluczowe

EN

stainless steel; electrochemical polishing; deep eutectic solvents; corrosion resistance; surface morphology

PL

stal stopowa; polerowanie elektrochemiczne; rozpuszczalniki eutektyczne; odporność na korozję; morfologia powierzchni

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 4
• Strony: 103--106
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Marczewski Marek

• Group of Surface Technology, Department of Advanced Material Technologies, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Science and Technology, wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-2728-5363

autor

Frąckowiak Sandra

• Department of Advanced Material Technologies, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Science and Technology, wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Winiarski Juliusz

• Group of Surface Technology, Department of Advanced Material Technologies, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Science and Technology, wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0761-1579

Bibliografia

• [1] Baddoo N. 2008. “Stainless Steel in Construction: A Review of Research, Applications, Challenges and Opportunities”. J. Constr. Steel Res. 64 (11): 1199–1206.
• [2] Tylek I., Kuchta K. 2014. “Mechanical Properties of Structural Stainless Steels”. Czasopismo Techniczne – Budownictwo 111 (4-B): 59–80.
• [3] Łyczkowska-Widłak E., Lochyński P., Nawrat G. 2020. “Electrochemical Polishing of Austenitic Stainless Steels”. Mater. 13 (11): 2557–2582.
• [4] Yang G., Wang B., Tawfiq K., Wei H., Zhou S., Chen G. 2017. “Electropolishing of Surfaces: Theory and Applications”. Surface Engineering 33 (2): 149–166.
• [5] Mohan S., Kanagaraj D., Sindhuja R., Vijayalakshmi S., Renganathan N. 2001. “Electropolishing of Stainless Steel: A Review”. Transactions of the IMF 79 (4): 140–142.
• [6] Abbott A., Ryder K., König U. 2008. “Electrofinishing of Metals Using Eutectic Based Ionic Liquids”. Transactions of the IMF 86 (4): 196–204.
• [7] Smith E., Abbott A., Ryder K. 2014. “Deep Eutectic Solvents (DESs) and Their Applications”. Chem. Rev. 114 (21): 11060–11082.
• [8] Zhang Q., De Oliveira Vigier K., Royer S., Jérôme F. 2012. “Deep Eutectic Solvents: Syntheses, Properties and Applications”. Chem. Soc. Rev. 41 (21): 7108–7146.
• [9] Qian Huiquan, Fu Xu, Chi Yun, Zhang Runja, Zhan Chunbo, Sun Haijing, Zhou Xin, Sun Jie. 2022. “Study on Electrodeposition and Corrosion Resistance of Cu-Sn Alloy Prepared in ChCl-EG Deep Eutectic Solvent”. Journal of Solid State Electrochemistry 26 (2): 469–479.
• [10] Hou Yuanyuan, Peng Zhenjun, Liang Jun, Liu Mingming. 2020. “Ni-Al Nano-composite Coating Electrodeposited from Deep Eutectic Solvent”. Surface and Coatings Technology 405: 126587.
• [11] Kityk A., Protsenko V., Danilov F., Pavlik V., Hnatko M., Šoltýs J. 2021. “Enhancement of the Surface Characteristics of Ti-Based Biomedical Alloy by Electropolishing in Environmentally Friendly Deep Eutectic Solvent (Ethaline)”. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 613 (36): 126125.
• [12] Karim W. 2021. “Electropolishing of Pure Metallic Titanium in a Deep Eutectic Solvent”. Arabian Journal of Chemistry 14 (1): 102906.
• [13] Troter D., Todorović Z., Đokić-Stojanović D., Đordević B. 2017. “The Physicochemical and Thermodynamic Properties of the Choline Chloride-Based Deep Eutectic Solvents”. Journal of the Serbian Chemical Society 82 (9): 1039–1052.
• [14] Abbott A., Capper G., McKenzie K., Ryder K. 2006. “Voltammetric and Impedance Studies of the Electropolishing of Type 316 Stainless Steel in a Choline Chloride Based Ionic Liquid”. Electrochimica Acta 51 (21): 4420–4425.
• [15] Abbott A., Capper G., McKenzie K., Glidle A., Ryder K. 2006. “Electropolishing of Stainless Steels in a Choline Chloride Based Ionic Liquid: An Electrochemical Study with Surface Characterisation Using SEM and Atomic Force Microscopy”. Physical Chemistry Chemical Physics 8 (36): 4214–4221.
• [16] Winiarski J., Marczewski M., Urbaniak M. 2021. “On the Anodic Polarization of 316 Steel in a Choline Chloride: Ethylene Glycol Deep Eutectic Solvent and its Impact on the Surface Topography and Corrosion Resistance”. Ochrona przed Korozją 64 (1): 3–7.
• [17] Matlosz M., Landolt D. 1989. “Shape Changes in Electrochemical Polishing: The Effect of Temperature on the Anodic Leveling of Fe-24Cr”. Journal of the Electrochemical Society 136 (4): 919–929.
• [18] Winiarski J., Marczewski M., Tylus W. 2019. “Corrosion Resistance of 304 Stainless Steel after Anodic Polarization in Choline Chloride-Oxalic Acid Non-Aqueous Bath”. Ochrona przed Korozją 62 (3): 3–7.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).