Studio sul comportamento alla corrosione di acciai inossidabili austenitici ad alto contenuto di azoto
L'acciaio inossidabile austenitico ad alto contenuto di azoto ha eccellenti proprietà meccaniche e resistenza alla corrosione e presenta vantaggi unici nella produzione di strumenti chirurgici, materiali per impianti umani, strumenti di rilevamento di campi magnetici elevati, gioielli e utensili da cucina. Il Ni è l'elemento di lega più comunemente utilizzato nell'acciaio inossidabile austenitico, ma dal punto di vista del risparmio di risorse, della prevenzione del magnetismo e delle allergie umane, il Ni nell'acciaio inossidabile austenitico dovrebbe essere ridotto o rimosso il più possibile. In questo articolo sono stati studiati la corrosione uniforme, la corrosione intergranulare, la corrosione interstiziale, la corrosione per vaiolatura e il comportamento di ripassivazione degli acciai inossidabili austenitici ad alto contenuto di azoto e manganese (HNSS) senza nichel e sono stati studiati gli effetti della deformazione a freddo e della sensibilizzazione sulla microstruttura, le caratteristiche del film di passivazione e la resistenza alla corrosione degli HNSSS rispetto all'acciaio inossidabile 316L commerciale (316LSS). Viene discusso il relativo meccanismo di corrosione.
I materiali sperimentali erano 3 HNSS (A, B e C) e 316LSS commerciale. Il materiale viene preparato mediante trattamento in soluzione. La deformazione a freddo di alcuni campioni di HNSS in soluzione solida era rispettivamente dell'8%, 30%, 49% e 60%. Alcuni campioni HNSS e 316LSS sono stati sensibilizzati a 650 gradi per 2 ore. Dopo che il campione metallografico è stato lucidato a 1,5 μm, è stato inciso elettroliticamente in una soluzione di acido ossalico al 10% (frazione di massa), la tensione di attacco era di 12 V e il tempo era di 90 s.
Test di corrosione uniforme secondo lo standard ASTM G31; Test di corrosione intergranulare secondo lo standard ASTM A-262 Praice B; La corrosione delle giunzioni e la corrosione per vaiolatura vengono eseguite rispettivamente secondo gli standard GB/T 10127-2002 e GB/T 17897-1999. I campioni osservati mediante microscopia elettronica a trasmissione sono stati lucidati meccanicamente in dischi da 3 mm e assottigliati nei campioni osservati mediante elettrolisi a doppio-spruzzo. La tensione operativa era di 20 V e la temperatura era di -30 gradi. La morfologia della corrosione della superficie del campione è stata osservata e analizzata mediante SEM ed EDS. La fase precipitata del campione sensibilizzato è stata analizzata mediante diffrattometro a raggi X. La composizione chimica del film passivato è stata analizzata mediante spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS). Il software XPSPEAK4.1 viene utilizzato per detrarre la parte posteriore e inferiore dei dati XPS, l'elaborazione dell'adattamento dei sub-picchi, la calibrazione dei picchi e il calcolo dell'area integrale.
I risultati mostrano che la resistenza alla corrosione uniforme e la resistenza alla corrosione intergranulare degli HNSS in soluzione solida sono ovviamente inferiori a quella del 316LSS. Il trattamento di sensibilizzazione non influisce sulla resistenza alla corrosione uniforme dell'acciaio, ma porta ad un forte indebolimento della resistenza alla corrosione intergranulare, soprattutto per l'acciaio non-Mo. La resistenza alla corrosione e alla vaiolatura degli HNSS in soluzione solida è migliore di quella del 316LSS, in particolare di quella dell'acciaio al Mo. La sensibilizzazione porta alla corrosione del gap e all'indebolimento della resistenza alla vaiolatura. La deformazione a freddo introduce un gran numero di difetti microscopici, con conseguente assottigliamento del film di passivazione, riduzione degli ossidi stabili nel film e scarsa protezione, che riduce la resistenza alla vaiolatura degli HNSS nella soluzione contenente Cl-, ma migliora le sue prestazioni di ri-passivazione. La fase χ è stata precipitata dalla sensibilizzazione e la resistenza alla corrosione degli HNSS è diminuita, le prestazioni di ripassivazione sono peggiorate e la deformazione è diventata più significativa con l'aumento del freddo.
