Badania XPS powierzchni stali martenzytycznej 4H13 po elektropolerowaniu z mieszaniem elektrolitu

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

Warianty tytułu

EN

XPS measurement of 4H13 martensitic steel after electropolishing operation with electrolyte stirring

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów składu chemicznego warstwy pasywnej wytworzonej na stali martenzytycznej 4H13 (1.4034) po polerowaniu elektrolitycznym w warunkach mieszania elektrolitu. Skład chemiczny warstwy wierzchniej stali AISI 4H13 zbadano przy użyciu fotoelektronowej spektroskopii promieniami Roentgena (XPS). Wyniki badań pokazują, że warstwa wierzchnia stali martenzytycznej 4H13 po standardowym elektropolerowaniu z mieszaniem (MIX) składa się głównie z żelaza, chromu, siarki i fosforu. Żelazo wykryte w warstwie wierzchniej występuje częściowo w postaci metalicznej (17%), natomiast w 83% pochodzi ze związków żelaza. Drugi podstawowy składnik badanej stali, chrom wykryty w warstwie wierzchniej pochodzi od tlenku chromu (CrO2), wodorotlenku chromu (Cr(OH)3) oraz uwodnionych związków chromu. Poza tym w warstwie wierzchniej stali wykryto związki siarki i fosforu, pochodzące z użytego elektrolitu, w postaci związanej i uwodnionej.

EN

Results of measuring of the chemical composition of the passive film formed on the martensitic AISI 4H13 steel after electropolishing with electrolyte stirring (MIX) are presented in the article. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) measurements were performed to obtain the chemical composition of the passive film on 4H13 steel. The results obtained show that the surface film consists mainly of iron and chromium as the main components of the steel, and partly of sulfur and phosphorus in the form of respected compounds. Iron found in the passive film occurs partly in metallic form (17%) and mostly in the form of compounds (83%). Second component of the steel, chromium comes from oxide (CrO2), hydroxide (Cr(OH)3) as well as hydrated compounds of that element. Moreover, some compounds of the surface passive film come from the electrolyte used, and they are generally hydrated salts/compounds of sulfur and phosphorus.

Słowa kluczowe

PL

pomiary XPS; stal martenzytyczna 4H13

EN

XPS measurements; 4H13 martensitic steel; Electropolishing MIX

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 6
• Strony: 545--548
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rokosz K.

autor

Hryniewicz T.

autor

Raaen S.

• Politechnika Koszalińska, Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin,

Bibliografia

• [1] Metals Handbook, 10th Edition, Vol. 1: Properties and Selec-tion. Irons, Steels and High-Performance Alloys, ASM International, Materials Park, OH 44073, 1990.
• [2] Hryniewicz T.: Physico-chemical and technological Fundamen-tals of electropolishing steels. Monografie 26, WSI Koszalin, 1989 (161 p.).
• [3] Hryniewicz T.: On the surface treatment of metallic biomaterials. Wyd. Uczelnianie Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2007 (155 str.)
• [4] Hryniewicz T.: Electrochemistry for Surface Engineering. Monograph ed. by T. Hryniewicz, Pol. Koszalinska, Koszalin, 2005 (386 p.).
• [5] Rokosz K.: Surface roughness measurements of AISI 316L SS after magnetoelectropolishing in the transpassive region of polarisation characteristics. Pomiary Automatyka Kontrola, 56(4) (2010), 322-325.
• [6] 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) 1668-1673.
• [7] Hryniewicz T., Rokosz K.: Analysis of XPS results of AISI 316L SS electropolished and magnetoelectropolished at varying conditions, Surface & Coatings Technology, 204 (16-17) (2010) 2583-2592.
• [8] Hryniewicz T., Rokosz K.: Polarization Characteristics of Magnetoelectropolishing Stainless Steels, Materials Chemistry and Physics, 2010, 122, 169-174. doi: 10.1016/j.matchemphys.2010.02.055
• [9] Dettner P.: Electrolytic and Chemical Polishing of Metals, Copyright 1987, Ordentlich Publishers Second Printing, Express-SDAR Ltd., Needar Press, Tel Aviv, 1988.
• [10] Kuhn A. T.: Techniques in Electrochemistry, Corrosion, and Metal Finishing - a Handbook, John Wiley & Sons, Chichester-New York-Brisbane, 1987.
• [11] Rokicki R.: Apparatus and method for enhancing electropolishing utilizing magnetic fields. US Patent 7632390, 2009, http:// www.patengenius.com/patent/7632390.html
• [12] Hryniewicz T., Valíček J., Rokicki R., Rokosz K.: Hardness and Nanohardness Measurements of Titanium Biomaterial after Magnetoelectropolishing, Proc. 20th Int. Confer. on Composite Nanoengineering ICCE-20, Beijing, China, July 22-28, 2012 (to appear).
• [13] Hryniewicz T., Rokosz K., Filippi M.: Biomaterial Studies on AISI 316L Stainless Steel after Magnetoelectropolishing, Materials, 2009, 2 (1), 129-145, doi:10.3390/ma2010129 (Basil, Switzerland).
• [14] Hryniewicz T., Rokosz K.: Analysis of XPS results of AISI 316L SS electropolished and magnetoelectropolished at varying conditions, Surface & Coatings Technology, 204 (16-17) (2010) 2583-2592.
• [15] Hryniewicz T., Rokosz K.: Investigation of selected surface properties of AISI 316L SS after magnetoelectropolishing, Mat. Chemistry and Physics, 2010, 123, 47-55 doi:10.1016/j.matchemphys.2010.03.060
• [16] Grosvenor A. P., Kobe B. A., McIntyre N. S., Tougaard S., Lennard W. N.: Use of QUASES/XPS measurements to determine the oxide composition and thickness on an iron substrate. Surf. Interface Anal., 36 (2004) 632-639.
• [17] Crist B. V.: Handbook of Monochromatic XPS Spectra. The elements and Native Spectra Oxide. John Wiley & Sons Ltd., Chichester, New York, Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto, 2000.
• [18] Wagner C. D., Riggs W. M., Davis L. E., Moulder J. F., Muilenberg G. E.: Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy, Perkin-Elmer corporation, 1987.