Structure, mechanical properties and corrosion behavior of boronized surface layer formed on AISI 321 stainless steel

• Autorzy: Jagielska-Wiaderek K. , Bala H. , Swadźba L.

Warianty tytułu

PL

Struktura, własności mechaniczne i zachowanie korozyjne warstwy wierzchniej otrzymanej przez naborowywanie stali X6CrNiTi18-10

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Studies under microstructure, mechanical- and electrochemical corrosion properties of the boronized, AISI 321 acid resistant stainless steel have been presented. The process of the steel surface modification with boron has been carried out in a temperature of 900oC using long-lasting (6 h) gas-contact method in Ekabor-II powder containing potassium fluoroborate (KBF4) activator and alumina (filler). The thickness of the boron-rich layer has been evaluated on the basis of microhardness tests on the cross section of the surface layers. The extraordinary strong hardness of boronized layers is accompanied with a distinct increase in surface roughness and significant development of its area. The electrodes for the corrosion tests had a shape of rotating disks (RDE electrodes). The corrosion behavior of the outer boronized layer has been examined in acidified (pH = 2) aqueous sulphate solution, using potentiodynamic polarization technique. Unlike unmodified steel, the boron-rich outer layer does not passivate but undergo fast dissolution both in active- and transpassive regions in the corrosion solution.

PL

Przedstawiono wyniki badań mikrostruktury, właściwości mechanicznych i korozyjnych powierzchniowo naborowywanej, kwasoodpornej stali nierdzewnej typu X6CrNiTi18-10. Proces modyfikowania powierzchni stali za pomocą boru przeprowadzano stosując długotrwałą (6 h), kontaktowo-gazową metodę nasycania w mieszaninie proszkowej zawierającej Ekabor-II, fluoroboran potasu (KBF4) jako aktywator i tlenek glinu (wypełniacz). Grubość warstwy wzbogaconej w bor oceniano na podstawie testów mikrotwardości na przekroju poprzecznym modyfikowanych warstw stali. Niezwykle wysokiej twardości warstwy naborowanej towarzyszy znaczna jej porowatość i rozwinięcie powierzchni. Badania korozyjne wykonane z użyciem wirujących elektrod dyskowych. Zachowanie korozyjne zewnętrznej, naborowanej warstwy oceniono w zakwaszonym (pH = 2), siarczanowym roztworze wodnym, stosując polaryzacyjną technikę potencjodynamiczną. W przeciwieństwie do niemodyfikowanej stali, wzbogacona w bor jej warstwa zewnętrzna nie pasywuje się w roztworze korozyjnym, ale ulega szybkiemu roztwarzaniu zarówno w zakresie aktywnym jak i transpasywnym.

Słowa kluczowe

EN

boronizing; austenitic steel; AISI 321; acid corrosion

PL

naborowywanie; stal austenityczna; X6CrNiTi18-10; korozja kwasowa; stal kwasoodporna; stal nierdzewna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 7
• Strony: 248--251
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Jagielska-Wiaderek K.

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

autor

Bala H.

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

autor

Swadźba L.

• Department of Materials Science and Metallurgy, Silesian University of Technology, Katowice

Bibliografia

• 1. PN-EN 10088-1, Stale odporne na korozję. Gatunki
• 2. Stainless Steels. ASTM Specialty Handbook, ASTM International, Materials Park, OH, USA, 440730002
• 3. K. Przybyłowicz, Inżynieria Materiałowa, nr 5 (112), (1999) 251
• 4. K. Przybyłowicz, Teoria i praktyka borowania stali, Politechnika Świętokrzyska, Kielce 2001
• 5. G.K. Kariofillis, G.E. Kiourtsidis, D.N. Tsipas, Surface and Coatings Technology, 201 (2006) 19
• 6. I.O. Özbek, B.A. Konduk, C. Bindal, A.H. Ucisik, Vacuum, 65 (2002) 521
• 7. T. Wierzchon, P. Bielinski, K. Sikorski, Surface and Coatings Technology, 73 ( 1995) 121
• 8. E. Atık, U. Yunker, C. Merıc¸ Tribology International, 36 (2003) 155
• 9. K. Jagielska, H. Bala, Ochrona przed Korozją, 11s/A, (2006) 219
• 10. K. Jagielska-Wiaderek, H. Bala, T. Wierzchoń, Central European Journal of Chemistry, 11(12), (2013) 2005
• 11. A. Calik ISIJ International, 53 (2013) 160
• 12. R. Garcia, R. Perez, Surface Science Reports, 7(6-8) (2002) 197
• 13. H. Garbacz, M. Ossowski, P. Wieciński, T. Wierzchoń, K.J. Kurzydłowski, Problemy Eksploatacji, 1 (2007) 45
• 14. M. Usta, Surface and Coatings Technology, 194, (2005) 251
• 15. S. Taktak, Materials and Design, 28 (2007) 1836
• 16. A. Calik, O. Sahin and N. Ucar, Acta Physica Polonica A, 115, (2009) 694
• 17. S.Y. Lee, G.S. Kim, B.S. Kim. Surface and Coatings Technology, 177 –178 (2004) 178
• 18. C. Li, B. Shen, G. Li and C. Yang: Surface and Coatings Technology., 202 (2008) 5882
• 19. K. Jagielska-Wiaderek, P. Wieczorek, Materiały Konferencyjne Nr 1, „Nowe Technologie i Osiągnięcia w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej”, s. 376, Częstochowa 2009
• 20. K. Jagielska-Wiaderek, Ochrona przed Korozją, 56, nr 7, (2013) 301
• 21. H. Bala, L. Adamczyk, E. Owczarek, T. Gruetner, B.C. Seyfang, Ochrona przed Korozją, 55, nr 11, (2012) 460