Influence of the passive film chemical composition and residual stresses on the microelectrochemical behaviour of duplex stainless steels in sodium chloride media

• Autorzy: Vignal V. , Delrue O. , Heintz O. , Peultier J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ chemicznego składu warstwy pasywnej i naprężeń resztkowych na elektrochemiczne właściwości stali trudnordzewiejących z procesu duplex w roztworach chlorku sodu

• Konferencja: Ogólnopolskie Sympozjum Naukowo-Techniczne "Nowe osiągnięcia w badaniach inżynierii korozyjnej" (14 ; 25-27.11.2009 ; Jastrząb-Poraj, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Duplex stainless steels are highly important engineering materials, due to their generally high corrosion resistance combined with high strength and moderate alloy cost (lower nickel and molybdenum content). They have a complex microstructure with comparable volume of austenite and ferrite. Both phases have different chemical composition and mechanical properties. In the present paper, the chemical composition of the passive film formed on both phases of two types of duplex stainless steels (UNS S31803 and UNS S32304) is determined at the microscale using Auger electron spectroscopy (AES). Samples were either mechanically polished (down to diamond pastes) or electrochemically etched in nitric acid. The micro-electrochemical behaviour of the two sets of samples was then determined in sodium chloride media by means of the electrochemical microcell technique (microcapillary diameters in the range of 15-50 žm). The results obtained were analysed considering the chemical composition of passive films. Quantitative relationships between electrochemical parameters and the distribution of chromium and iron species in the oxide layer were found. Due to differences in mechanical properties between ferrite and austenite, a heterogeneous stress distribution is generated in both phases. A method based on thermal-mechanical simulation was used to quantify surface stress gradients at the surface of duplex stainless steels and evaluate its influence on the micro-electrochemical behaviour. This was done for the different surface preparations (polishing and electrochemical etching).The role of elastic stresses and the cold-worked layer on the values of corrosion potential was discussed.

PL

Stale trudnordzewiejące z procesu duplex są bardzo ważnym materiałem konstrukcyjnym, ze względu na ich bardzo dobrą odporność na korozję i wytrzymałość oraz umiarkowaną cenę stopu (mała zawartość niklu i molibdenu). Charakteryzują się złożoną mikrostrukturą o porównywalnej zawartości austenitu i ferrytu. Obydwie fazy mają różny skład chemiczny i właściwości mechaniczne. W pracy oznaczano (w mikroskali) metodą spektroskopii elektronów Augera (AES) skład chemiczny warstwy pasywnej utworzonej na obydwóch fazach dwóch rodzajów stali trudnordzewiejących z procesu duplex: UNS S31803 i UNS S32304. Próbki przygotowano przez mechaniczne polerowanie (pastą diamentową) lub trawienie w kwasie azotowym. Właściwości elektrochemiczne tych dwóch zestawów próbek badano w mikroskali w roztworze chlorku sodu, stosując mikroogniwa elektrochemiczne (średnice mikrokapilar - 25-50 žm). Otrzymane wyniki analizowano pod kątem chemicznego składu warstw pasywnych. Stwierdzono ilościowe zależności między parametrami elektrochemicznymi a rozkładem chromu i żelaza w utworzonej warstwie tlenkowej. Ze względu na różnice we właściwościach mechanicznych ferrytu i austenitu, naprężenia wygenerowane w obydwóch fazach miały niejednorodny rozkład. Do ilościowego określenia gradientów naprężeń przy powierzchni stali zastosowano metodę opartą na symulacji termiczno-mechanicznej i oceniono jej wpływ na właściwości elektrochemiczne (w mikroskali). Badaniom tym poddano próbki przygotowane zarówno przez polerowanie, jak i trawienie. Omówiono wpływ naprężeń sprężystych i obróbki plastycznej na zimno na potencjał korozyjny.

Słowa kluczowe

EN

duplex stainless steel; stress; passivity; corrosion; capillary techniques

PL

stal trudnordzewiejąca z procesu duplex; naprężenie; pasywność; korozja; techniki mikrokapilarne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 11
• Strony: 461--464
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., il.

Twórcy

autor

Vignal V.

autor

Delrue O.

autor

Heintz O.

autor

Peultier J.

• Institut Carnot de Bourgogne, Université de Bourgogne, Dijon, France,

Bibliografia

• 1. N. Mary, V. Vignal, R. Oltra and L. Coudreuse, Philosophical Magazine, 85, 1227 (2005).
• 2. S. Mischler, H.J. Mathieu and D. Landolt, Surface and Interface Analysis, 11, 182 (1998).
• 3. H. Bohni, T. Suter and F. Assi, Surface Coating Technolgy, 130, 80 (2000)
• 4. V. Vignal, J. Favergeon and R. Oltra, Philosophical Magazine Letters, 82, 503 (2002).