XPS analysis of AISI 316L (EN 1.4404) austenitic stainless steel surfaces after passivation in nitric acid HNO3

• Autorzy: Rokosz K. , Hryniewicz T. , Rzadkiewicz S.

Warianty tytułu

PL

Analiza XPS powierzchni austenitycznej stali stopowej AISI 316L (EN 1.4404) po pasywacji w kwasie azotowym HNO3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The XPS results of AISI 316L passive surface layer after mechanical MP and electrochemical (EP, MIX) polishing with additional passivation in 20 vol% nitric acid HNO3 at 50 °C for 30 min are presented. The studies revealed the highest iron Fe 2p and chromium Cr 2p signals from surface layer after electrochemical polishing without stirring EP and passivation in HNO3 whereas the lowest signals were recorded after mechanical polishing MP and similar passivation. After the passivation of abrasively treated MP samples done the atomic concentration of chromium compounds was over 93 at% and after passivation of electropolished EP and MIX samples the atomic percentage of chromium compounds was about 88 at% of the whole chromium concentration. The iron compounds after MP equaled about 65 at%, and after EP and MIX about 58 at% of the whole amount of detected iron. In all samples and all studied passive layers mainly oxides and hydroxides as well as sulfates and phosphates of iron and/or chromium were detected. Presented results can be used as reference data for the analysis of other passive layers usually obtained after chemical and electrochemical treatments as well as electro-machining operation.

PL

W artykule przedstawiono wyniki XPS warstw wierzchnich po pasywowaniu w 20 obj% HNO3 w temperaturze 50 °C przez 30 minut powierzchni na stopowej stali austenitycznej AISI 316L zarówno po wcześniejszej obróbce mechanicznej MP, jak i standardowym polerowaniu elektrochemicznym bez mieszania EP jak i z mieszaniem elektrolitu MIX. Odnotowano największą sygnał zarówno dla żelaza Fe 2p, jak i dla chromu Cr 2p w warstwie wierzchniej po standardowym elektropolerowaniu EP, natomiast najmniejszy sygnał został zarejestrowany dla pasywowanej powierzchni stali polerowanej mechanicznie. Po pasywacji, w pasywnej warstwie wierzchniej znajdowały się związki chromu i żelaza: odpowiednio po MP ponad 93 at% i 65at%, natomiast po EP i MIX około 88 at% i 58 at%. We wszystkich zbadanych warstwach pasywnych przeważały tlenki i wodorotlenki oraz fosforany i siarczany żelaza i/lub chromu. Zaprezentowane wyniki należy traktować jako punkty odniesienia do dalszych studiów nad warstwami pasywnymi otrzymywanymi poprzez chemiczne, elektrochemiczne oraz elektromechaniczne obróbki.

Słowa kluczowe

EN

XPS spectroscopy; Shirley Background; 316L SS; EN 1.4404; HNO3; Cr/Fe ratio

PL

spektroskopia; tło Shirley; 316L SS; EN 1.4404; HNO3; stosunek Cr/Fe

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 15, nr 6
• Strony: 244--247
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Rokosz K.

• Politechnika Koszalińska

autor

Hryniewicz T.

• Politechnika Koszalińska

autor

Rzadkiewicz S.

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• [1] Stainless Steel 1.4404 - 316L, Technical Information. Aalco Metals Ltd (2013).
• [2] Rokosz K.: Polerowanie elektrochemiczne stali w polu magnetycznym. Wyd. Ucz. Politechniki Koszalińskiej, Koszalin (2012).
• [3] Hryniewicz T., Rokicki R., Rokosz K.: Surface characterization of AISI 316L biomaterials obtained by electropolishing in a magnetic field. Surface & Coatings Technology 202 (9) (2008).
• [4] Hryniewicz T., Rokosz K., Rokicki R.: Electrochemical and XPS Studies of AISI 316L Stainless Steel after Electropolishing in a Magnetic Field. Corrosion Science 50 (9) (2008).
• [5] Hryniewicz T., Rokicki R., Rokosz K.: Corrosion Characteristics of Medical Grade AISI 316L Stainless Steel Surface after Electropolishing in a Magnetic Field. CORROSION (The Journal of Science and En-gineering), Corrosion Science Section 64 (8) (2008).
• [6] Rokosz K., Hryniewicz T.: Pitting corrosion resistance of AISI 316L SS in Ringer’s solution after magneto-electrochemical polishing. CORROSION –The Journal of Science and Engineering 66 (3) (2010).
• [7] Hryniewicz T., Rokosz K.: Analysis of XPS results of AISI 316L SS electropolished and magnetoelectropolished at varying conditions. Surface and Coatings Technology 204 (16-17) (2010).
• [8] Rokosz K., Hryniewicz T., Raaen S.: Characterization of Passive Film Formed on AISI 316L Stainless Steel after Magnetoelectropolishing in a Broad Range of Polarization Parameters. Steel Research International 83 (9) (2012).
• [9] Rokosz K.: Pomiar XPS składu chemicznego warstwy wierzchniej powstałej na stali austenitycznej AISI 316L SS po elektrochemicznym polerowaniu w polu magnetycznym (XPS measurement of chemical composition of surface layer formed on austenitic AISI 316L SS after electrochemical polishing in magnetic field). PAK 57 (5) (2011).
• [10] Rokosz K., Hryniewicz T.: Cr/Fe Ratio by XPS Spectra of Magnetoelectropolished AISI 316L SS using Linear, Shirley and Tougaard Methods of Background Subtraction. Advances in Materials Sciences 13 (1) (2013).
• [11] Rokosz K., Hryniewicz T.: XPS measurements of passive film formed on AISI 316L SS after electropolishing in a magnetic field (MEP). Advances in Materials Science 12 (4) (2013).
• [12] Rokosz K., Hryniewicz T.: Magnetoelectropolishing: modern and effective method of AISI 316L SS surface finishing. PAK (Measurement Automation and Monitoring) 59 (12) (2013).
• [13] Hryniewicz T., Rokosz K.: Significant improvement of AISI 316L SS biomaterial surface after magnetoelectropolishing MEP: XPS measurements. PAK (Measurement Automation and Monitoring) 59 (12) (2013).
• [14] Hryniewicz T., Rokosz K., Rokicki R.: Magnetic Fields for Electropolishing Improvement: Materials and Systems. International Letters of Chemistry, Physics and Astronomy 4 (2014).