OKREŒLENIE ODPORNOŒCI NA KOROZJÊ STOPÓW

Fe–C–Cr–Si w 0,1n ROZTWORACH HCl, HNO

i H

SO

Wyniki badañ wp³ywu krzemu na odpornoœæ na korozjê stopów Fe–C–Cr w 0,1n roz-tworach HCl, HNO₃ i H₂SO₄ zebrano w tabeli 10.1 [46, 49, 55].

Spoœród wszystkich poddanych testowi w 0,1n roztworze kwasu solnego próbek od-lewanych stopów Fe–C–Cr–Si najwiêksz¹ odpornoœci¹ na korozjê odznaczaj¹ siê prób-ki 36O i 46O (napiêcie przebicia od 1140 do 1400 mV). Zwiêkszenie przyk³adowo za-wartoœci wêgla i chromu nie gwarantuje zwiêkszenia odpornoœci na korozjê. Próbki 55O i 56O, zawieraj¹ce oko³o 8,5 oraz 10,5% wag. Si, charakteryzuj¹ siê napiêciem przebi-cia od 920 do 980 mV.

Okreœlenie odpornoœci na korozjê w 0,1n roztworze HCl pozosta³ych próbek nie by³o mo¿liwe, poniewa¿ nie by³o mo¿liwe wyznaczenie wiarygodnych krzywych polaryza-cji anodowej ze wzglêdu na gwa³townie zachodz¹ce procesy korozyjne i ju¿ na pocz¹t-ku testu korozyjnego gêstoœæ pr¹du przekracza³a 2 mA/cm2. Takie zachowanie siê uk³a-du pomiarowego mo¿e informowaæ o przebiciu utworzonej na powierzchni próbki war-stwy pasywnej bez przy³o¿enia napiêcia wstêpnego.

Badania materia³ów referencyjnych wykaza³y, ¿e ich odpornoœæ na korozjê w tym roztworze jest znacznie mniejsza. Napiêcie przebicia zarejestrowane dla stali H17N13M2T wynios³o od 300 do 390 mV, a stali H17 tylko od 40 do 60 mV.

Na rysunku 10.1 pokazano przebiegi potencjostatycznych krzywych polaryzacji ano-dowej oraz zdjêcia powierzchni wybranych próbek po wykonaniu testu korozyjnego, obrazuj¹ce równoczeœnie wp³yw dodatku krzemu na odpornoœæ na korozjê stopu zawie-raj¹cego oko³o 2,25% wag. C i 20% wag. Cr.

Jak widaæ na rysunku 10.1, w badanych stopach wystêpuje korozja równomierna. Mniejsza odpornoœæ korozyjna wysokowêglowych, wysokochromowych i wysokokrze-mowych stopów 55O i 56O jest powodowana obecnoœci¹ mikroporowatoœci i mikro-pêkniêæ powsta³ych w procesie wytwarzania.

Na powierzchni próbki ze stali H17N13M2T, poza przewa¿aj¹cymi obszarami zji równomiernej, wystêpuj¹ te¿ liczne kratery œwiadcz¹ce o wyst¹pieniu lokalnej koro-zji objêtoœciowej (w¿erowej).

Badania odpornoœci na korozjê w 0,1n roztworze kwasu azotowego stopów odlewa-nych wykaza³y, ¿e – podobnie jak w roztworze HCl – tylko próbki zawieraj¹ce od oko³o 2,25% wag. C i 20% wag. Cr oraz o najwiêkszej iloœci krzemu (36O, 46O, 56O) i – jak poprzednio – próbka zawieraj¹ca najwiêksz¹ iloœæ wêgla i chromu i oko³o 8,5% wag. Si (próbka 55O), odznaczaj¹ siê dobr¹ odpornoœci¹ na korozjê. Napiêcie przebicia okre-œlone w teœcie korozyjnym wynosi od 880 mV (próbka 56O) do 1400 mV (próbka 36O) (tabela 10.1). Odpornoœæ na korozjê porównawczo badanych stali H17N13M2T (napiê-cie przebicia od 1340 do1560 mV) jest nieco wiêksza, a stali H17 du¿o mniejsza ni¿ badanych stopów Fe–C–Cr–Si.

Na rysunku 10.2 pokazano przyk³adowo przebiegi potencjostatycznych krzywych polaryzacji anodowej oraz zdjêcia powierzchni próbek po przeprowadzonym teœcie ko-rozyjnym w 0,1n roztworze HNO₃. Jak wynika z rysunku 10.2, równie¿ w tym przypad-ku korozja ma charakter równomierny i ze wzrostem iloœci krzemu w stopie od 6,5 do 10,3% wag. zwiêksza siê odpornoœæ korozyjna badanych stopów.

Wyniki testu korozyjnego wykonanego w 0,1n roztworze H₂SO₄, zamieszczone w tabeli 10.1, wykaza³y, ¿e po raz kolejny najwiêksz¹ odpornoœci¹ na korozjê równie¿ w roztworze kwasu siarkowego odznaczaj¹ siê jedynie stopy zawieraj¹ce od 2,25% wag. C i 20% wag. Cr oraz najwiêksz¹ iloœæ krzemu (napiêcie przebicie od 920 mV – próbka 56O do 1460 mV – próbka 36O).

Równie¿ w tym przypadku korozja ma charakter równomierny, a przyk³adowe prze-biegi potencjostatycznych krzywych polaryzacji anodowej oraz zdjêcia powierzchni

135

31O: 2,33% C; 20,32% Cr; 0,17% Si 34O: 2,13% C; 19,65% Cr; 6,28% Si 36O: 2,27% C; 18,81% Cr; 10,36% Si

Rys. 10.1. Potencjostatyczne krzywe polaryzacji anodowej oraz widok powierzchni wybranych próbek 31O (a), 34O (b) i 36O (c) po wykonanym teœcie korozyjnym w 0,1n roztworze HCl. Pow. 100× Fig. 10.1. Potentiostatic curves of anodic polarisation and surface view of selected samples of the alloys

31O (a), 34O (b) and 36O (c) after corrosion test in 0,1n solution of HCl (100×)

próbek po teœcie korozyjnym pokazano na rysunku 10.3. Mo¿na na nich równie¿ zaob-serwowaæ wp³yw zawartoœci wêgla i chromu na odpornoœæ na korozjê w roztworze kwasu siarkowego.

W porównaniu z badanymi stopami Fe–C–Cr–Si stale referencyjne odznaczaj¹ siê mniejsz¹ odpornoœci¹ na korozjê w roztworze kwasu siarkowego. Napiêcie przebicia dla stali H17N13M2T wynosi od 600 do 730 mV, a dla stali H17 od 230 do 260 mV.

Rys. 10.2. Potencjostatyczne krzywe polaryzacji anodowej oraz widok powierzchni wybranych próbek 44O (a), 45O (b) i 46O (c) po wykonanym teœcie korozyjnym w 0,1n roztworze HNO₃. Pow. 100× Fig. 10.2. Potentiostatic curves of anodic polarisation and surface view of selected samples of the alloys

44O (a), 45O (b) and 46O (c) after corrosion test in 0,1n solution of HNO₃ (100×)

137

Wyniki badañ odpornoœci na korozjê wysokochromowych stopów 9SL–12SL w 0,1n roztworach kwasów zestawiono w tabeli 10.2.

Rys. 10.3. Potencjostatyczne krzywe polaryzacji anodowej oraz widok powierzchni wybranych próbek 16O (a), 26O (b) i 36O (c) po wykonanym teœcie korozyjnym w 0,1n roztworze H₂SO₄. Pow. 100× Fig. 10.3. Potentiostatic curves of anodic polarisation and surface view of selected samples of the alloys

16O (a), 26O (b) and 36O (c) after corrosion test in 0,1n solution of H₂SO₄ (100×)

16O: 1,18% C; 9,82% Cr; 11,49% Si 26O: 1,95% C; 14,47% Cr; 8,37% Si 36O: 2,27% C; 18,81% Cr; 10,36% Si

Tabela 10.2. Wynik testu korozyjnego stopów 9SL–12SL w 0,1n roztworach kwasów HCl, HNO₃, H₂SO₄

Table 10.2. Results of corrosion test for the alloys 9SL–12SL in 0,1n solutions of HCl, HNO₃ and H₂SO₄

Napiêcie przebicia, mV

Stop 0,1n HCl 0,1n HNO₃ 0,1n H₂SO₄

min max min max min max

9SL 1000 1170 980 1040 870 980 10SL 890 1080 920 1060 950 1040 11SL 750 800 700 860 820 930 12SL 920 1220 890 990 1060 1290 H17 40 60 100 120 230 260 H17N13M2T 300 390 1540 1560 600 730

Rys. 10.4. Widok powierzchni próbek po teœcie korozyjnym: próbki 10SL w 0,1n roztworze HNO3 (a); próbki 12SL w 0,1n roztworze HCl (b). Pow. 1000×

Fig. 10.4. Surface view of samples after corrosion test: 10SL in 0,1n solution of HNO₃ (a);12SL in 0,1n solution of HCl (b) (1000×)

Spoœród próbek poddanych testowi w 0,1n roztworze HCl najmniejsz¹ odpornoœæ na korozjê wykaza³a próbka 11SL o najmniejszej zawartoœci krzemu (7,5% wag.). W po-równaniu z referencyjnymi stalami badane stopy wykaza³y znacznie wiêksz¹ odpornoœæ na dzia³anie roztworu kwasu solnego.

139

Podobnie jak w roztworze HCl, najmniejsz¹ odpornoœæ na korozjê w 0,1n roztworze HNO₃ wykaza³a próbka o najmniejszej zawartoœci krzemu. W porównaniu z referencyjn¹ stal¹ H17 badane stopy odznaczaj¹ siê równie¿ znacznie wiêksz¹ odpornoœci¹. Stal re-ferencyjna H17N13M2T okaza³a siê jednak o ponad 45% bardziej odporna na dzia³anie rozcieñczonego kwasu azotowego ni¿ badane stopy 9SL–12SL.

Wyniki testu korozyjnego badanych stopów w 0,1n roztworze H₂SO₄ wykaza³y, ¿e s¹ one znacznie odporniejsze na korozjê ni¿ porównawczy stop H17 i odporniejsze ni¿ stal H17N13M2T. Spoœród badanych próbek ponownie najmniejsz¹ odpornoœci¹ odznacza siê stop 11SL, zawieraj¹cy najmniejsz¹ iloœæ krzemu.

Obserwacje mikroskopowe powierzchni wykaza³y, ¿e korozja badanych stopów ma powierzchniowy, równomierny charakter, a spoœród sk³adników struktury najmniejsz¹ odpornoœci¹ na korozjê odznacza siê osnowa badanych stopów, co przyk³adowo poka-zano na rysunku 10.4.

Analiza zdjêæ powierzchni, na których obserwuje siê równomiern¹, powierzchniow¹ korozjê, pozwala wysnuæ wniosek, ¿e o odpornoœci na korozjê stopów Fe–C–Cr–Si w kwaœnych roztworach decyduje przede wszystkim osnowa stopu, w której jest rozpu-szczony wprowadzony do nich krzem.

10.2. OKREŒLENIE ODPORNOŒCI NA KOROZJÊ STOPÓW