ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЯ И МИКРОЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА КОРРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ

А. Н. Мазничевский, Ю. Н. Гойхенберг, Р. В. Сприкут

Аннотация


Изучено влияние концентрации кремния (в пределах 0,14–0,78 мас. %), добавок бора и редкоземельных металлов на коррозионную стойкость низкоуглеродистой аустенитной хромоникелевой стали типа Х18Н11. Показано, что увеличение концентрации кремния в стали
с 0,14 до 0,78 мас. % увеличивает скорость межкристаллитной коррозии в сильно окислительной среде (азотная кислота): в закаленном состоянии только при испытании в растворе 27 % HNO3 + 4 г/л Cr+6 и в сенсибилизированном состоянии. При этом повышение температуры нагрева под закалку до 1150 °С позволяет значительно снизить скорость коррозии у стали с 0,78 мас. % Si, мало влияя на скорость коррозии низкокремнистой стали. Установлен различный характер травления образцов при проведении испытаний. Низкокремнистая сталь при испытаниях в азотной кислоте корродирует преимущественно по границам двойников, а высококремнистая сталь – преимущественно по границам аустенитных зерен. Исследовано совместное влияние увеличения концентрации азотной кислоты (от 20 до 65 %) и температуры испытаний (от 100 до 130 °С). С поверхности образцов высококремнистой стали значительное выпадение зерен происходит в условиях испытаний в 56 и 65 % HNO3 при 120 и 130 °С, что резко увеличивает коррозионные потери образцов этой стали, в то время как выпадения зерен у стали с низкой концентрацией кремния не наблюдали. При меньших температурах и концентрациях азотной кислоты коррозионные потери всех сталей сблизились. Показано, что микролегирование редкоземельными элементами не ухудшает коррозионную стойкость сенсибилизированной стали. В отличие от РЗМ, легирование хромоникелевой стали даже небольшой добавкой бора (0,0015 %) на порядок уменьшает коррозионную стойкость стали. Повышение температуры нагрева под закалку бористой стали привело к увеличению скорости коррозии.


Ключевые слова


кремний; бор; церий; РЗМ; аустенитная сталь; коррозионная стойкость; межкристаллитная коррозия; шестивалентный хром

Полный текст:

PDF

Литература


Cowan R.L. II, Tedmon C.S. Jr. Intergranular Corrosion of Iron-Nickel-Chromium Alloys. Advances in Corrosion Science and Technology. Fontana M.G., Staehle R.W. (Eds.). New York, Ple-num, 1973, vol. 3, pp. 293–400. DOI: 10.1007/978-1-4615-8258-8

Kain V., De P.K. Controlling Corrosion in the Back End of Fuel Cycle Using Nitric Acid Grade Stainless Steels. Int. J. Nucl. Energy Sci. Technol., 2005, vol. 1, no. 2/3, p. 220. DOI: 10.1504/ijnest.2005.007146

Sahlaoui H., Sidhom H., Philibert J. Prediction of Chromium Depleted-Zone Evolution du¬ring Aging of Ni–Cr–Fe Alloys. Acta Mater., 2002, vol. 50, no. 6, pp. 1383–1392. DOI: 10.1016/s1359-6454(01)00444-x

Sourmail T., Too C.H., Bhadeshia H.K.D.H. Sensitisation and Evolution of Chromium-Depleted Zones in Fe-Cr-Ni-C Systems. ISIJ Int., 2003, vol. 43, no. 11, pp. 1814–1820. DOI: 10.2355/isijinternational.43.1814

Babout L., Marro T.J., Engelberg D., Withers P.J. X-Ray Microtomographic Observation of In-tergranular Stress Corrosion Cracking in Sensitised Austenitic Stainless Steel. Mater. Sci. Technol., 2006, vol. 22, no. 9, pp. 1068–1075. DOI: 10.1179/174328406x114090

Kajimura H., Usuki N., Nagano H. Dual Layer Corrosion Protective Film Formed on Si Bearing Austenitic Stainless Steel in Highly Oxidizing Nitric Acid. Proceedings of the Symposium on Passivity and Its Breakdown, 1998, vol. 97, pp. 332–343.

Armijo J.S., Wilde B.E. Influence of Si Content on the Corrosion Resistance of Austenitic Fe-Cr-Ni Alloys in Oxidizing Acids. Corros. Sci., 1968, vol. 8, no. 9, pp. 649–664. DOI: 10.1016/s0010-938x(68)80100-3

Wilde B.E. Influence of Silicon on the Intergranular Corrosion Behavior of 18Cr-8Ni Stainless Steels. Corros. Sci., 1988, vol. 44, no. 10, pp. 699–704. DOI: 10.5006/1.3584932

Kasparova O.V. Peculiarities of Intergranular Corrosion of Silicon-Containing Austenitic Stainless Steels. Protection of Metals, 2004, vol. 40, no. 5, pp. 425–431. DOI: 10.1023/b:prom.0000043059.46578.f9

Babakov A.A. Zhadan T.A. [The Tendency of Austenitic Acid-Resistant Steels to Intergranular Corrosion]. Protection of Metals, 1968, no. 4, pp. 434–437. (in Russ.)

Khimushin F.F. Nerzhaveyushchiye stali [Stainless Steels]. 2nd ed., Moscow, Metallurgy, 1967. 800 p.

Zhadan T.A., Babakov A.A. [Intergranular Destruction of High-Silicon Stainless Steel]. Metal Science and Heat Treatment, 1972, no. 7, pp. 63–64. (in Russ.)

Savkina L.Ya., Feldgandler E.G. [The Effect of Alloying on the Tendency to Intergranular Cor-rosion of 000Cr16Ni15Mo]. Metal Science and Heat Treatment, 1968, no. 11, pp. 10–13. (in Russ.)

Lozovatskaya L.P., Levin I.A., Burtseva I.K. et al. [Increasing The Durability of 03Cr18Ni11 Against Intergranular Corrosion by Adjusting its Chemical Composition]. Protection of Metals, 1984, vol. 20, no. 3, pp. 411–415. (in Russ.)

Kasparova O.V., Milman V.M., Kostromina S.V. [Concerning Mechanism of Silicium Effect on Intercrystalline Corrosion of Tempered Austenite Stainless Steels]. Protection of Metals, 1991, vol. 27, no. 1, pp. 55–63. (in Russ.)

Kasparova O.V., Baldokhin Yu.V. [The Effect of Silicon on Electron Structure and Corrosion-Electrochemical Behavior of a Cr20Ni20 type Phosphorus-Containing Steel]. Protection of Metals, 2002, vol. 38, no. 5, pp. 408–414. (in Russ.)




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/met190202

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.