ХРОМ-МАНГАНОВИ НЕРЪЖДАЕМИ СТОМАНИ – РАЗВИТИЕ И ...

Х18АГ12 и Х18Н9 са близки по стойност. Стоманата с найниско
съдържание на хром демонстрира по-тясна пасивна
област и малко по-висока плътност на пасивния ток.
Различията в пасивното поведение на трите стомани все пак не
са значителни, което показва близката природа (състав и
структура) на образуващите се върху металната повърхност
пасивни филми в 0.5M H 2SO 4.
3.2. Корозионно поведение на хром-мангановите
стомани в сярнокисела среда, съдържаща
хлоридни йони
Добавянето на хлоридни йони в сярнокиселата среда води
до съществени изменения в корозионното поведение на
изследваните стомани. На фигура 4 са показани
поляризационни зависимости в 0,5М H 2SO 4 съдържаща 0.5М
NaCl за трите аустенитни стомани – Х18АГ12, 10Х14АГ15 и
Х18Н9.
i , A.cm -2
10 -1
10 -2
10 -3
10 -4
10 -5
10 -6
10 -7
Х18АГ12
10Х14АГ15
Х18Н9
-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
E, V
фиг. 4. Потенциодинамични зависимости получени за стомани
Х18АГ12, 10Х14АГ15 и Х18Н9 в 0.5M H2SO4+ 0.5M NaCl.
Наличието на Cl - в моделната среда води до
увеличаване на скоростта на корозия (icorr) на класическата
аустенитна стомана с около един порядък, докато промяна на
същия параметър за хром-манган-азотните стомани
практически не се наблюдава (фиг.4). Хлоридните йони са
причина и за отместване на корозионния потенциал (E corr) на
стомана Х18Н9 в отрицателна посока, като затрудняват в
значителна степен и преминаването на стоманите в пасивно
състояние – наблюдава се нарастване на критичната плътност
на ток (icr).
При анодната поляризация (над 0.5 V) се наблюдава
нарастване на тока при потенциали значително по-отрицателни
от този на транспасивност. Увеличаването на тока се
предизвиква от нарушаването на пасивния слой, в резултат на
развиващата се върху металната повърхност локална атака –
питингова корозия. Тя се проявява под формата на малки
отвори, дупки (т.нар. питинги), чиято повърхност се разтваря
активно, докато останалата повърхност се запазва незасегната.
Върху стомани Х18АГ12 и Х18Н9 питингите се развиват
предимно под повърхността, докато тези върху стомана
10Х14АГ15 са открити, с неправилна форма. Само отделни
питинги достигат значителни размери (до 100 μm). На фигура 5
е показана микрография от сканираща електронна микроскопия
на засегната от питингова корозия повърхност на стомана
Х18АГ12 в сярнокисела среда в присъствие на хлорни йони.
Вследствие на нарушаване на целостта на пасивния
филм, интервалът от потенциали (ΔЕpass), в който стоманите се
намират в пасивно състояние е значително скъсен (за Х18АГ12
с над 0.55 V, а за 10Х14АГ15 и Х18Н9 с над 0.70 V). При
връщане на потенциала в отрицателно направление (0.10 ÷ 0.20
V), първоначално токът слабо нараства, което се дължи на
стабилно работещите върху повърхността анодни участъци –
180
питинги. При допълнителното отместване на потенциала в
отрицателна посока се достига до другата характеристична
стойност - потенциала на репасивация (Еrp), при който настъпва
възстановяване на пасивния филм и на неговите защитни
функции.
От фигура 4 се вижда, че репасивиращата способност на
хром-никеловата стомана е по-добра – потенциалите на
питингообразуване (E pit) и на репасивация (E rp) са с по-близки
стойности.
10 μm
фиг. 5. SEM-микрография на повърхност на стомана Х18АГ12,
атакувана от питингова корозия в 0,5М H 2SO 4 + 0,5М NaCl.
4. Заключение
• Използването на хром-манганови стомани като
заместител на хром-никелови е възможно, но се
налага по-внимателен подбор на марката стомана за
всяка конкретна ситуация. При избор на неръждаема
стомана, стандартите за приложение на хромникеловите
стомани не е уместно да се използват
директно и за хром-мангановите, въпреки че и двата
класа аустенитни неръждаеми стомани са немагнитни.
• В сярнокисела среда стомани Х18АГ12, 10Х14АГ15
са с по-ниска устойчивост към обща корозия в
сравнение с стомана Х18Н9. При анодна поляризация,
поведението в пасивно състояние на хром-никеловата
и хром-мангановите стомани е сходно и показва
близки свойства на пасивните им слоеве.
• В присъствие на хлоридни йони в сярнокиселата
среда, корозионната устойчивост и на трите стомани
се влошава. При анодна поляризация стоманите се
атакуват от питингова корозия, като стомана
10Х14АГ15 показва значително по-ниска корозионна
устойчивост. Следователно, ако се търси заместител
на хром-никелова стомана в тази среда, в краен
случай би могло да се използва хром-манганова с
висок процент хром.
5. Литература
[1] Hochmann J., Materiaux et Techniques, 69, pp.69-87, 1977,
[2] Ahila S., Reynders B., Grabke H.J., Corrosion Science, 38,
pp.1991-2005,1996.
[3] Merello R.,Botana F.J., Botella J., Matres M.V., Marcos M.,
Corrosion Science, 45, pp. 909-921, 2003.
[4] Рашев Ц., “Высокоазотистые сталил. Металлургия под
давлением”, БАН, София, pp.171-183, 1995.
[5] ASSDA Technical bulletin, “200 Series Stainless Steels - CrMn
grades” - edition 1: October 2006
[6] Tzaneva B., Fachikov L., Raicheff R., Journal of Applied
Electrochemistry, 36, pp. 347-353, 2006
[7] Tzaneva B., Fachikov L., Raicheff R., Corrosion Engineering,
Science and Technology (formerly "British Corrosion Journal"),
41, pp. 62-66, 2006.
[8] Levey P. R., van Bennekom A., Corrosion, 51, рp.911-921,
1995.