Studiu asupra comportării la coroziune a oțelului inoxidabil austenitic cu conținut ridicat de azot
Oțelul inoxidabil austenitic cu azot ridicat are proprietăți mecanice excelente și rezistență la coroziune și are avantaje unice în fabricarea de instrumente chirurgicale, materiale pentru implanturi umane, instrumente de detectare a câmpului magnetic ridicat, bijuterii și ustensile de bucătărie. Ni-ul este cel mai des folosit element de aliere din oțelul inoxidabil austenitic, dar din punct de vedere al economisirii resurselor, evitării magnetismului și a alergiilor umane, Ni-ul din oțelul inoxidabil austenitic trebuie redus sau îndepărtat pe cât posibil. În această lucrare, au fost studiate coroziunea uniformă, coroziunea intergranulară, coroziunea crevată, coroziunea prin pitting și comportamentul de repasivare a oțelului inoxidabil cu conținut ridicat de azot și mangan austenitic (HNSS) fără nichel și au fost investigate efectele deformării și sensibilizării la rece asupra microstructurii, caracteristicile peliculei de pasivare și rezistența la coroziune a oțelului inoxidabil comercial HNSSS316 comparat cu oțelul inoxidabil HNSSS. (316LSS). Este discutat mecanismul de coroziune aferent.
Materialele experimentale au fost 3 HNSS (A, B și C) și 316LSS comercial. Materialul este preparat prin tratare cu soluție. Deformarea la rece a unor probe de HNSS în soluție solidă a fost de 8%, 30%, 49% și, respectiv, 60%. Unele probe de HNSS și 316LSS au fost sensibilizate la 650 de grade timp de 2 ore. După ce proba metalografică a fost lustruită la 1,5 μm, a fost gravată electrolitic în soluție de acid oxalic 10% (fracție de masă), tensiunea de gravare a fost de 12 V și timpul a fost de 90 de secunde.
Test de coroziune uniform conform standardului ASTM G31; Test de coroziune intergranulară conform standardului ASTM A-262 Praice B; Coroziunea cusăturii și coroziunea prin pitting sunt efectuate în conformitate cu standardele GB/T 10127-2002 și, respectiv, GB/T 17897-1999. Probele observate prin microscopia electronică cu transmisie au fost lustruite mecanic în discuri de 3 mm și subțiate la specimenele observate prin electroliză cu dublă-pulverizare. Tensiunea de funcționare a fost de 20V și temperatura de -30 de grade. Morfologia coroziunii suprafeței probei a fost observată și analizată prin SEM și EDS. Faza precipitată a probei sensibilizate a fost analizată cu difractometru cu raze X. Compoziția chimică a filmului pasivizat a fost analizată prin spectroscopie fotoelectronică cu raze X (XPS). Software-ul XPSPEAK4.1 este utilizat pentru a deduce din spate și de jos datele XPS, procesarea potrivirii sub-vârf, calibrarea vârfului și calculul ariei integrale.
Rezultatele arată că rezistența uniformă la coroziune și rezistența la coroziune intergranulară a HNSS-urilor în soluție solidă sunt în mod evident inferioare celei a 316LSS. Tratamentul de sensibilizare nu afectează rezistența uniformă la coroziune a oțelului, dar duce la o slăbire accentuată a rezistenței la coroziune intergranulară, în special pentru oțelul non-Mo. Rezistența la coroziune și la pitting ale HNSS-urilor cu soluție solidă sunt mai bune decât cele ale 316LSS, în special cele ale oțelului Mo. Sensibilizarea duce la coroziunea golului și la slăbirea rezistenței la spărturi. Deformarea la rece introduce un număr mare de defecte microscopice, ducând la subțierea peliculei de pasivare, reducerea oxizilor stabili din peliculă și o protecție slabă, care reduce rezistența la pitting a HNSS-urilor în soluția care conține Cl-, dar îmbunătățește performanța de re-pasivare. Faza χ a fost precipitată prin sensibilizare, iar rezistența la coroziune a HNSS a scăzut, iar performanța de repasivare s-a deteriorat, iar deformarea a fost mai semnificativă odată cu creșterea frigului.
