Budowa strukturalna oraz odporność korozyjna na przekroju poprzecznym warstwy wierzchniej borowanej stali nierdzewnej

• Autorzy: Jagielska-Wiaderek Karina

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2019.11.2

Warianty tytułu

EN

The structure and corrosion resistance of the cross-section of the boronized AISI 321 stainless steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono badania zmian mikrostruktury i właściwości korozyjnych na przekroju poprzecznym naborowanej stali nierdzewnej typu X6CrNiTi18-10. Proces naborowywania prowadzono metodą kontaktowo-gazową w temperaturze 900 °C przez 6 godzin. Grubość powstałej warstwy wierzchniej oceniono na podstawie badań strukturalnych oraz zmiany mikrotwardości na przekroju poprzecznym obrobionego powierzchniowo materiału. Badania odporności korozyjnej wykonano w 0,5M roztworze siarczanowym zakwaszonym do pH = 4 wykreślając krzywe potencjodynamiczne na różnych głębokościach warstwy wierzchniej. Stwierdzono, że niezwykle wysokiej twardości warstwy naborowanej towarzyszy pogorszenie odporności korozyjnej. Szybkość korozji ogólnej warstwy wierzchniej jest 3-4-krotnie większa niż szybkość korozji osnowy. Szczególnemu pogorszeniu ulegają charakterystyk stanu pasywnego stali co uwidacznia się przez wzrost wartości krytycznego prądu pasywacji, minimalnego prądu w zakresie pasywnym oraz przez ograniczenie tendencji do pasywacji wtórnej.

EN

The effect of the boronized AISI 321 steel on its structure, mechanical properties and corrosion resistance in a deaerated sulphate solution is presented. The AISI 321 steel was boronized with the use of the gas-contact method for 6 hours at a temperature of 900°C. After completion of the boronizing process, the steel surface was examined by optical microscopy and with a scanning electron microscope. The thickness of the boronized coating was evaluated based on the microhardness of the cross-sectional surface layer. Potentiokinetic polarization tests were carried out in an acidified (pH = 4) 0.5M sulphate solution. It has been shown that the boronizing of the AISI 321 steel results in a substantial improvement in the hardness of the surface layer of the material treated and impairs the corrosion resistance. The rate of the corrosion of the thermochemically treated outer layers of the examined steel is 3-4 times higher than the corrosion rate of the matrix. The passive-state characteristics are particularly impaired, which manifests itself in an increase in the values of the critical passivation current and the minimum passive-range current, and in a reduction in the tendency to secondary passivation.

Słowa kluczowe

PL

korozja; stal nierdzewna X6CrNiTi18-10; warstwy naborowywane

EN

corrosion; stainless steel AISI 321; boride layers

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 11
• Strony: 372--375
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jagielska-Wiaderek Karina

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology

Bibliografia

• [1] Burakowski T., T. Wierzchoń. 1995. Inżynieria powierzchni. Warszawa : WNT
• [2] Calik A., O. Sahin, N. Ucar. 2009. „Mechanical Properties of Boronized AISI 316, AISI 1040, AISI 1045 and AISI 4140 Steels”. Acta Physica Polonica A 115 (3) : 694–698.
• [3] Davis J., 1994. Stainless Steels. ASTM Specialty Handbook, Ohio USA: Publisher ASM International.
• [4] Gunen A., B. Kurt, I. Somunkιran, E. Kanca, Nuri Orhan. 2015. “The Effect of Process Conditions in Heat_Assisted Boronizing Treatment on the Tensile and Bending Strength Characteristics of the AISI_304 Austenitic Stainless Steel”. The Physics of Metals and Metallography 116 (9) : 896–907.
• [5] Gunen A., B. Kurt, N. Orhan, E. Kanca. 2014. „The Investigation of Corrosion Behavior of Borided AISI 304 Austenitic Stainless Steel with Nanoboron Powder”. 50 (1) : 104–110.
• [6] Jagielska K., H. Bala. 2006. „Przydatność metody postępującego ścieniania dla oceny zmian odporności korozyjnej na przekroju poprzecznym cienkich warstw wierzchnich”. Ochrona przed Korozją 11s/ A : 219–224.
• [7] Jagielska-Wiaderek K. 2019. “Depth Corrosion Characteristics of Borided Layer Produced on AISI 321 Stainless Steel”. Acta Physica Polonica A 135 (2) : 252–255.
• [8] Jagielska-Wiaderek K., 2016. “The structure, properties and change in the cross-sectional corrosion resistance of a nitrided layer produced on AISI 321 steel”. International Journal of Surface Science and Engineering 10 (5) : 503–513.
• [9] Kayali Y., A. Buyuksa, Y. Yalcin. 2013. „Investigation of corrosion behaviors at different solutions of boronized AISI 316L stainless steel”. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces 49 (3) : 348–358.
• [10] Keddam M., R. Chegroune, M. Kulka, N. Makuch, D. Panfil, P. Siwak, S. Taktak. 2018. “Characterization, Tribological and Mechanical Properties of Plasma Paste Borided AISI 316 Steel”. Transactions-Indian Institute of Metals 71 (1) : 79–90.
• [11] Khenifera M., O. Allaouia, M.B. Taoutib. 2017. “Effect of Boronizing on the Oxidation Resistance of 316L Stainless Steel”, Acta Physica Polonica A 132 (3) : 518–520.
• [12] Lee S.Y., G.S. Kim, B.S. Kim. 2004. “Mechanical properties of duplex layer formed on AISI 403 stainless steel by chromizing and boronizing treatment”. Surface and Coatings Technology 177–178 : 178–184.
• [13] Mejia-Caballero I., M. Palomar-Parvade, J. Martinez-Trinidad, M. Romero-Romo, R. Perez Pasten-Borja, L. Lartundo-Rojas, C. Lopez-Garcia, I. Campos-Silva. 2015. “Corrosion behavior of AISI 316 L borided and non-borided steels immersed in a simulated body fluid solution”. Surface and Coatings Technology 280 : 384–395.
• [14] Ozdemir O., M.A. Omar M. Usta, S. Zeytin, C. Bindal, A.H. Ucisik. 2009. “ An investigation on boriding kinetics of AISI 316 stainless steel”. Vacuum 83 : 175–179.
• [15] Pertek A., D. Kapcińska-Popowska, A. Bartkowska. 2013. „Wpływ borowania dyfuzyjnego na mikrostrukturę i wybrane właściwości stali konstrukcyjnej”. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 58 (1) : 147–151.
• [16] PN-EN 10088-1. Stale odporne na korozję. Gatunki.
• [17] Przybyłowicz K. 2000. Teoria i praktyka borowania stali. Kielce: Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej.
• [18] Przybyłowicz K., W. Depczyński. 2004. „Podwyższenie trwałości części maszyn metodą dyfuzyjnego borowania”. Hutnik –Wiadomości Hutnicze 71 (7/8) : 405–407.
• [19] Şahin S. 2009. ”Effects of boronizing process on the surface roughness and dimensions of AISI 1020, AISI 1040 and AISI 2714”. Journal of Materials Processing Technology 209 (4) : 1736–1741.
• [20] Shreir L.L. 2010. Shreir’s Corrosion, Polarization Resistance. Elsevier : Acad. Press.
• [21] Stern M., A. L. Geary. 1957. “Electrochemical Polarization I . A Theoretical Analysis of the Shape of Polarization Curves”. Journal of Electrochemical Society 104 (1) : 56–63.
• [22] Taktak S., 2007. “Some mechanical properties of borided AISI H13 and 304 steels”. Materials and Design 28 : 1836–1843.
• [23] Usta M., 2005. “The characterization of borided pure niobium”. Surface and Coatings Technology 194 : 251–255.
• [24] Yoon J.H., Y.K. Jee, S.Y. Lee. 1999. Plasma paste boronizing treatment of the stainless steel AISI 304. Surface and Coatings Technology 112 : 71–75.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).