Korozijska odpornost tračno navarjenih posod izdelanih iz drobnozrnatega mikrolegiranega jekla NIOMOL 490
Corrosion Resistance of Vessels Manufactured from Finegrained Microalloyed Steel NIOMOL 490 vvith Built-up Strips
B. Godec, J. Vojvodič-Gvardjančič, Inštitut za metalne konstrukcije, Ljubljana L. Vehovar, Inštitut za kovinske materiale in tehnologije, Ljubljana
Izdelana je bila pod nI ca D/R/v/t = 1000/1000/100/12 z rotacijskim vlečenjem po hladnem postopku iz mikrolegiranega finozrnatega jekla NIOMOL 490, nanj pa navarjen nerjavni trak INOX-TR 22/12/9. Raziskali smo korozijsko odpornost tako izdelane podnice s pomočjo korozijskih testov po ASTM in selektivnih elektrokemičnih korozijskih meritev, z namenom določiti korozijsko obstojnost navara v medijih procesne tehnike, prehrambene, papirne in kemične industrije. Določili smo vrsto korozije, ki se v dani situaciji lahko manifestira in nevarnost, ki jo ta predstavlja.
Ključne besede: tračno navarjanje, posoda, korozijska odpornost
Cold rotary dravving vvas applied to manufacture a bottom of the follovving dimensions: D/R/v/t = 1000/1000/100/12. Low-alloyed finegrained NIOMOL 490 steel vvas used as the base material. An INOX - TR 22/12/9 stainless steel strip vvas vvelded onto the bottom. Corrosive resistance of thus manufactured bottom vvas tested according to the ASTM corrosion tests, and vvith selective electrochemical corrosion measurements in order to find the corrosion of weld resistance in the media existing in the food in the paper and in the chemical industry. The type of corrosion vvas determined vvhich could appear in a given situation and represent a danger for a possible failure.
Key vvords: buiit up-strips vvelding, vessel, corrosion resistance.
1. Uvod
Uporaba posebnih pločevin za izdelavo tlačnih posod, rezervoarjev in druge opreme za skladiščenje agresivnih medijev iz ekonomskega stališča ni vedno najboljša rešitev, saj za zaščito pred škodljivimi vplivi medija zadošča tanka plast tega materiala. nosilni del konstrukcije pa je smotrneje izdelati iz običajnih kvalitet jekla. Rešitev tega je lahko platirano jeklo, kjer osnovni material zagotavlja ustrezno nosilnost, plemeniti sloj pa ustrezno obstojnost v agresivnem mediju.
Raziskali smo možnost izdelave tračno navarjenih pločevin z uporabo mikrolegiranega jekla NIOMOL 490.
Preiskave smo vršili na podnici. ki predstavlja najbolj kritični del posode. Podnica je dimenzij D/R/v/t = 1000/1000/100/12 mm in izdelana z rotacijskim vlečenjem po hladnem postopku (slika 1). Podnica je izdelana iz jekla NIOMOL 490 debeline 12 mm, za tračno navarjanje pod praškom pa smo izbrali dodajni material domače proizvodnje in sicer nerjavni trak INOX-TR 22/12/9 in aglomerirani prašek OP 71 Cr Železarne Jesenice.
Iz dosedanjih preiskav smo ugotovili, da oblikovanje podnice na stroju za rotacijsko vlečenje po hladnem postopku
poslabša žilavost materiala. Meja plastičnosti in natezna trdnost sta se pri tem zvišali, čemur je vzrok utrjevanje materiala pri hladni deformaciji, ki je najbolj izraženo na skrajnem robu podnice in na prehodu območja malega radija v območje ravnega
Slika I. Prikaz tračno navarjene podnice. Figure 1. Appearance of bottom vvith a built-up strip.
priviha. Izkazalo se je tudi, da je pravilnejša tehnika dvo-varkovnega navarjanja. ker je pri enovarkovnem navaru struktura pod navarom neugodna. Zaradi vnosa toplote je velikost zrna prevelika, medtem ko termični vpliv drugega navara ugodno vpliva na strukturo v toplotno vplivanem področju1.
Korozijska obstojnost podnice je vezana s korozijskimi lastnostmi navarjenega nerjavnega navara. Pod vplivom varjenja (vnos toplote) pride do določenih sprememb, kar lahko spremeni korozijsko obstojnost navara.
2. Namen raziskav
Ker se bodo posode uporabljale za skladiščenje različnih medijev, smo želeli ugotoviti korozijsko obstojnost navara v različnih medijih. Zanimalo nas je katera vrsta korozije se v dani situaciji lahko manifestira in kakšno nevarnost predstavlja. Želeli smo določiti lastnosti pasivnega filma, ki se tvori na ner-javnem jeklu in kakšne so njegove sposobnosti repasivacije pri poškodbah v določenih agresivnejših medijih.
Korozijska odpornost austenitnih nerjavnih jekel
Austenitna nerjavna jekla vsebujejo krom in nikelj, nekatera pa še molibden. To so nemagnetna jekla, ki jih ne moremo toplotno obdelati. S hladno predelavo postanejo rahlo magnetna. Tipični predstavnik teh jekel je kvaliteta Č.4580, ki vsebuje 18% Cr in IS % Ni:.
Pri austenitnih nerjavnih jeklih lahko nastopi interkristalna korozija, ki jo povzročajo kromovi karbidi, izločeni po mejah austenitnih zrn in pa nastajanje <) let ita, ki je ravno tako s kromom bogata faza'.
Do izločanja karbidov po mejah austenitnih zrn pride pri počasnem ohlajanju v temperaturnem območju med približno 425 in 87()°C. Topnost ogljika v 18-8 nerjavnem jeklu je prikazana na sliki 2\
ni.it
'ov.o	m os % ogljika
0 7. C
Slika 2. Binarni diagram /a Fe-189f-Cr-8%Ni zlitino / različnim deležem ogljika.
Figure 2. Binarv diagram of Fe-1 S' ; Cr-S'; Ni allov vvith various carbon amounts.
Iz diagrama lahko povzamemo, da austenit raztaplja v odvisnosti od temperature le določeno količino ogljika. To je na diagramu prikazano s črto, ki je označena kot meja topnosti ogljika v austenitu. /. ohlajanjem iz višje temperature pa se ogljik izloča v obliki različnih karbidov M2,C„.
1100 1000 900
o
800
a
s 700
L_
a>
e 600
a>
t—
500 400 300
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 Delež ogljika, mas. %
Slika 3. Topnost ogl jika v austenitu pri različnih temperaturah in izločanje M;1C„ karbidov.
Figure 3. Carbon solubilitv in austenite al various temperatures. and the precipitation of V (' .
I/ diagrama na sliki 3 je razvidno, da v primeru, ko je v sebnost ogljika več kot 0,03 9c se bodo pri ohlajanju po črti topnosti izločali karbidi M,;C,,. Ker je glavni karbidotvorec krom. so izločeni karbidi prvenstveno Cr,;C„. Kromovi karbidi izločeni po mejah zrn povzročajo osiromašenje neposredne okolice s kromom in s tem so dani pogoji za interkristalno korozijo, oziroma napetostno interkristalno korozijo, če je material obremenjen.
Vpliv 8 ferita
Ta faza je bogata s kromom. Predstavlja precejšne težave pri predelavi v vročem, njena prisotnost pa znižuje korozijsko odpornost proti pitting koroziji. Če 5 ferit izolira feritna zrna v duplex nerjavnih jeklih, potem znatno izboljša odpornost do napetostne korozije. Izločena v obliki neprekinjene mreže po mejah zrn pa povečuje občutljivost materiala na interkristalno korozijo. Zvari austenitnih nerjavnih jekel pa tudi litin v sebujejo določeno količino 5 ferita, kar je zaželjeno. V kloridnih raztopinah 8 ferit znižuje občutljivost austenitnih nerjavnih jekel do napetostne korozi je, kar zavira širjenje transkristalnih razpok po austenitnih zrnih1.
4. Eksperimentalni del
4.1. Kemična sestava navora
Tračno navarjanje je bilo izvedeno z nerjavnim trakom 1N()X TR 22/12/9 in aglomeriranim praškom OP 71 Cr Železarne Jesenice. Na velikem radiju je varjeno enovarkovno (C - navar enovarkovno). dočim je na malem radiju varjeno dvovarkovno (A - navar dvovarkovno zgoraj, B - navar dvovarkovno spodaj), s polovično širino traku.
Nerjavni trak in nerjavni navar imata po proizvajalčevih podatkih naslednjo sestavo in lastnosti:
Tabela I. Kemična sestava in dimenzija traku
Kemična sestava traku	C	Si	Mn Cr	Ni
INOX-TR 22/12/4 (%)	0.1 S	0.50	9.0 21.5	11.5
Dimenzija traku (mm)			60 x 50	
Tabela 2. Lastnosti navarov
Višina (mm)
Širina (mm)
Enoslojni navar	4.2
Dvoslojni navar	8
Kemična sestava navara C Si
(7r)
Enoslojni navar	0.1 S 1.0
Dvoslojni navar	0.IS 1.0
Trdota navara
Enoslojni
Dvoslojni
M n
5,5 6.5 (HV 2/30) 160 H V 169 H V
Izvršena je bila kemična analiza navara na preiskovani podnici in sicer navar A. Analiza je dala naslednje rezultate:
Tabela 3. Kemična sestava čistega navara Kemična sestava navara
(7f)
C	Si	Mn P S Cr Ni
0.21	1.28	5.55 0.028 0,008 21	11,89
Mo	Cu Nb Ti Co Al W
0.12	0.10	0.028 0.007 0.042 0.009	0.047
Slika 5. Mikrostruktura navara B z velikimi transkristali po mejah po katerih so zvezno izločeni kromovi karbidi (zgoraj), pov. 200x.
Figure 5. Microstructure of buill-up B with big fringe crvslals on boundaries where chromium carbides are continuous!y precipitated (on top), magn. 2()()x.
Mikrostruktura zadnjega navara, ki je prikazana na sliki 6 in je sestavljena iz 5 ferita, ki je izločen v dendritnih mejah in iz austenita v meddendritnih prostorih. 8 ferit je ponekod razpadel v (r fazo.
Analiza kaže na nekoliko višjo vsebnost Cr in Ni in na nekoliko nižjo vsebnost Mn. kot jo predvideva proizvajalec. Vsebnost C je precej visoka. Nb in Ti ne delujeta kot stabilizatorja, ker se nahajata v premajhni količini.
42. Metalografska preiskava navora
4.2.1 Mikrostrukturne značilnosti dvoslojnega in enosloj-nega navara
Na sliki 4 je prikazana mikrostruktura na prehodu med osnovnim materialom in nerjavnim navarom. Osnova je NIOMOL 490 s feritno bainitno mikrostrukturo v razmeroma široki toplotno vplivani coni. v kateri seje izoblikovalo grobo zrno. V navaru se je izoblikovala transkristalna cona, kar je običajno za hitro odvajanje toplote. V coni mešanja je manj izločenih karbidov, kar je posledica nižje vsebnosti ogljika (NIOMOL 490 ima od 0,05-0,10 (i C) in kroma. V čistem zvaru (zgoraj) je austenit z izločenimi karbidi po mejah grobih transkristalov in v meddendritnih prostorih.
Slika 6. Mikrostruktura navara A, v kateri zasledimo fi ferit. it fazo in kromove karbide, pov. 20(l\.
Figure 6. Microstructure of buill-up A vvhere 5 fcrrite. it phase. and chromium carbides vvere found. magn. 20()x.
Slika 4. Mikrostruktura na prehodu med osnovnim materialom NIOMOL 490 in nerjavnim navarom B, pov. l()0x. Figure 4. Microstructure in the transition betvveen the base NIOMOL 490 and built-up B. magn. 100x.
Po mejah transkristalov in v notranjosti so lepo vidni izločeni kromovi sekundarni karbidi (Ci\,C„). V medprostorih transkristalov so še vidni ostanki dendritov (slika 5).
Številni karbidi, ki so izločeni po mejah transkristalov in v manjši meri v njihovi notranjosti, kromovi karbidi. 8 ferit in it faza. ki so bogati na kromu, povzročajo osiromašenje s Cr v njihovi bližini.
4 J. Korozijske raziskave
4.3.1 Odpornost proti pitting koroziji
Preiskavo odpornosti proti nastajanju pitting korozije smo izvedli v raztopini železovega klorida, po ASTM G48-76 in z elektrokemično metodo "ciklične polarizaci je"".
FeCL lest:
Odpornost proti nastajanju pitting korozije smo preiskali na dveh vzorcih dimenzije 50 x 25 x 4 mm, odvzetih i/ navara n sicer:
Vzorec P-1 - C enoslojni navar
Vzorec P-2 - A dvoslojni navar zgoraj
Vzorca sta bila izpostavljena 6 '/< raztopini FeCl,, s temperaturo 22 ± 2°C. Po 3 dnevni izpostavi je bila določena izguba teže različnih navarov, kar je podano v tabeli 4.

Tabela 4. Izguba teže po 72 urni izpostavi C-enoslojnega navara (P-1) in A-dvoslojnega navara zgornji (P-2)
Vzorec	izguba teže (g/nr)
P-l	704.22
P-2	605,12
Izmerili in ocenili smo gostoto, velikost in globino pittov po standardnih kartah (ASTM G 46-76)".
Vzorec P-1
GOSTOTA - A-5; Gostota pittov je 1.17.107nr VELIKOST - B-l; Povprečna velikost pittov je 0,0019 mnr GLOBINA - C-1
Vzorec P-2
GOSTOTA - A-5; Gostota pittov jc l.OK.lO/nr VELIKOST - B-1; Povprečna velikost pittov je 0.0019 mnr GLOBINA - C-l
Iz rezultatov v tabeli in vizuelnega pregleda stanja korodirane površine smo ugotovili, da navar ni odporen proti pitting ko-roziji v FeCl, raztopini. Pri podrobnem opazovanju pod mikroskopom smo opazili, da se pitli pojavljajo v bližini mej zrn.
Ciklična potenciodinamična polarizacija je bila izvedena po ASTM G61-78 v 3.56 <7r NaCl pri 20 C. Kisik je bil odstranjen iz medija z 1 urnim prepihovanjem z dušikom, pred polarizacijo pa je bil vzorec 1 uro odstavljen v tako deaeriranem mediju. Povratna polarizacija iz transpasivnega področja je bila izvedena pri 5000 |oA.
Preiskava je bila narejena za INOX-TR 22/12/9 in sicer za vse tri tipe navarov A. B in C (Slika 7).
Na osnovi diagrama ciklične potenciodinamične polarizacije. lahko sklepamo, da je jeklo neodporno proti nastajanju jamičaste korozija v kloridnih medijih. V pasivni v film so se vgrajevali CI ioni. ki na ta način tudi povzročajo njegovo nehomogenost.
400
200
-ZOO
-400
11 ,-■■. 11 ' . -i . t 11 r, u -r- r, -, n < -, .-,	..
hH'v'1-ir ■ i MU A - i K ii -li. --s
PRIMERJAVA NAVAR JEN I,h" SLOJEV: A. B.C
M E DIJ 3 .5 6 -< N A C L,"' D E A E RIR A N TEMPERATURA:23 C
t
: • -	V ■
■ • 'r.

Slika 7. Določevanje odpornosti navara proti pitting koroziji /. metodo
ciklične polarizacije. Figure 7. Determination of the build-up resistance to pitting corrosion hv Ihe method ol cvclic polarization.
Iz primerjave ciklične polarizacije za različne navarjene sloje. vidimo, da so med posameznimi navari A. B in C zelo majhna odstopanja. Pri vseh pa se zanka zaključi nizko. Material je kljub visoki vsebnosti Cr (21 %) podvržen nastopanju pittinga, zaradi že omenjenega osiromašenja s kromom.
4.3.2 Odpornost proti napetostni koroziji
Odpornost proti napetostni koroziji smo določili v nasičeni raztopini MgCL. pri temperaturi 155 C. kot to zahteva ASTM G 36-87. Način vpenjanja in vnašanja napetosti v preizkušance v obliki črke U je definirano v ASTM G 30-7. Tako preiskovan material je odporen na napetostno pokanje, če se v 168 urah izpostave ne pojavijo razpoke \
Tabela 5. Rezultati preiskav testa za določanje odpornosti proti napetostni koroziji (U - bend test), za nerjavni navar INOX -TR 22/12/9
Vzorec št.	Cas potreben za nastanek prve razpoke (ure)
2.5	168
2.6	168
2.7	20
2.8	112
1.9	16
1.10	16
1.11	40
1.12	16
Primer izgleda vzorca, kjer seje po izpostavi v MgCL pojavila razpoka po šestnajstih urah (slika 8).
Slika 8. Vzorec 1.12 po izpostavi v MgCL. Figure 8. Specimen 1.12 after the exposure to MgCI .
Slika 9. Napetostno korozijsko pokanje na vzorcu 1.10 ima interkristalni. mestoma tudi transkristalni karakter: pov. 50x. Figure 9. Stress corrosion cracking in the 1.10 specimen has intercrvstalline. locally also transcrysta!line character; magn. 50x.
Nerjavni navar INOX-TR 22/12/9 je neodporen na napetostno korozijo v kloridnih medijih. Ker je zaradi vnosa toplote pri varjenju prišlo do zveznega izločanja kromovih karbidov po mejah zrn. kakor tudi do nastanka grobih transkristalov, propagirajo razpoke prvenstveno po mejah zrn. kar je ponazorjeno na sliki 9. Ce primerjamo enovarkovni zvar z dvovarkovnim vidimo nekoliko boljše napetostno korozijske lastnosti v prid slednjega. Treba pa je poudariti, da je v obeh varkih močno prisotna tendenca napetostno korozijskega pokanja.
4.3.3 Odpornost proti interkristalni koroziji
Meritve odpornosti proti interkristalni koroziji smo izpeljali po zahtevah standarda ASTM A262 postopek C (Huy-ev test)". Preizkušanca dimenzije 50 x 30 x 2 mm. vzeta iz dvovarkovne-ga in enovarkovnega vara, tik pod površino, sla bila izpostavljena vreli 65 % dušikovi kislini (HNO,) v času petih period po 48 ur. Z določitvijo izgube teže v tem času smo določili senzibilnost jekla na interkristalno korozijo (tabela 6).
Vzorec H-l - navar A dvovarkovni zgoraj Vzorec H-2 - navar C enovarkovni
Tabela 6. Izguba tež vzorcev jekla v HNO,
Vzorec	H,	h2
Površina vzorca (cnr)	33,0465	33,0693
Teža vzorca (g)	22.6235	21,9578
Hitrost korozije (g/nrh) (izguba teže po 48 urnih period.) I. cikel	1,9997	3.7717
II. cikel	5,3214	8.2780
III. cikel	5.2426	
Povprečje	4.1879	6,02485
Slika 10. Slika mikrostrukture po končanem Huv-event testu, pov. 100x.
Figure 10. Micrograph, after the Huy test. magn. l()0x.
Izgube teže kažejo na to, daje material izredno neodporen na interkristalno korozijo.
4.3.4 Anodna polarizacija in Tafel
Elektrokemične korozijske raziskave so bile narejene na aparaturi PAR-MODEL 342. V praksi bo tako narejena podnica v kontaktu z različnimi korozijskimi mediji, katerih sestava, stopnja disoeiaci je. pH vrednost, temperatura ali hitrost gibanja bodo različne. S pridobljenimi podatki o korozijski odpornosti, obliki korozijskega napada ali morebitni pasivaciji pri udeležbi
le določenih korozijskih parametrov, bo možno ustvariti približno sliko o njeni uporabnosti.
Elektrokemične preiskave smo izvajali v sledečih medijih: 5 7f. 30 '/r. 3 N H,SO, (žveplenakislina) 5 %, 10 %, 30 '/r LLPOj (fosforna kislina)
5 %, H) % HCOOH (mravljinčna kislina) 5 %, 10 % CH,COOH (ocetna kislina) 3,56 %, 5 % NaCl (natrijev klorid) 5 <■/< NaOH (lug)
Poskusi so bili izvedeni do določenih koncentracij medijev, ki se v praksi najpogosteje pojavljajo.
Fosforna kislina
Jeklo INOX-TR 22/12/9 se pri višjih koncentracijah fosforne kisline pasivira. V 5 % fosforni kislini je pasivacija slabo izražena. vendar je hitrost korozije dobljena s Taflovim zapisom majhna (0.048 mm/leto). INOX-TR 22/12/9 kaže dobro korozijsko odpornost tudi v 30 % fosforni kislini. Diagram anodne polarizacije in Taflov zapis v raztopini H,P04 je prikazan na sliki II in 12.
-1000
10 10 10 I( IJ h . C M. ■■, 2)
Slika 11. Potenciodinamična anodna polarizacija INOVTR 22/12/9
(A) jekla v 30 CA 1ISP04. Figure II. Potentiodynamic anodic polarization of 1N0X-TR 22/12/0 (A) steel in 30 % H,P04.
- 100
10 10
i< UM cn ;)
Slika 12. Taflov zapis INOX-TR 22/12/9 (A) jekla v 5 <7, II,PO,. Figure 12. Tafel reeord of lNOX-TR 22/12/9 (A) steel in S % H,P04.
Žveplena kislina
Pri 1N0X-TR 22/12/') v žvepleni kislini pasivacija nastopa, vendar je Ikr„ - korozijski tok. ki je bil potreben za nastanek pasivnega filnta izredno velik, kar povzroči nastanek debelih nehomogenih pasivnih filmov. Diagram anodne polarizacije je prikazan na sliki 13.
IS-36-S
POT EN TIODVM.MIC
15-00
1100 -
- 1100
T ' i
MnTEF:IHL : ino::-TP 22
MEDIJ ?*J' HjšOirO:—-... .
ii.J
10 lo" 10
I i. 'Jh CM. Z)
10
Slika 13. Potenciodinamična anodna polarizacija INON-TR 22/12/9 (A) jekla v 30 % H:S04 + 0:.
Figure 13. Potentiodynamic anodic polarization otTNON-TR 22/12/9 (A) steel in 30 H,SO., + O,
Mravljinčna kislina
Pri jeklu 1N0X-TR 22/12/9 ne zasledimo značilnega nosa. ki se tvori pri pasivnosti, vendar je korozijski tok majhen, tudi pri večjih koncentracijah mravljinčne kisline. Pri jeklu INON-TR 22/12/9 opazimo tendenco rahlega povečanja korozijske hitrosti / večanjem koncentracije mravljinčne kisline. Diagram anodne polarizacije je prikazan na sliki 14.
It 00
£00 ■
1 "l'"j 1 "l'"j 1 "|ilij i J ■ J m j I iljlilj I . I|lll| i i
MATERIAL •■ IHCOi-TF: 22-12-3 MEDIJ: lu:: HCOOH 20 C
/
-400 Lilo""
.....I ■..ibv.
o
10 10 10 K Uri. Ctl,.;
it. J ,1-1
1
10
10
Slika 14. Potenciodinamična anodna polarizacija INON-TR 22/12/4
(A) jekla v K)'/, HCOOH.' Figure 14. Potentiodvnamic anodic polarization of INON-TR 22/12/0 (A) steel in II)HCOOH.
Lug
Anodne polarizucijske krivulje kažejo dobro možnost pasi-vacijc in s tem visoko korozijsko odpornost v lužnatih medijih.
246
Diagram anodne polarizacije je prikazan na sliki 15.
rOTE':TICUV:..Y.'IK
i j00
1200
fOO ■
f 1 -1T E r I H L ; 11 j 0,'' - T r _ _ -1 . ME Ji, !t-rvjn
V
-1100 .....i i;ii< I»l..' ; J ............. , ur , u_i.t ,,..
-4 -2 -2 -1 0 : Z : - ; t 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
I i Um. Ctt .Z.'
Slika 15. Potenciodinamična anodna polarizacija INON-TR 22/12/9
(A) jekla v IS <-,; NaOH. ' Figure 15. Potentiodynamic anodic polarization of INOX-TR 22/12/9 (A) steel in NaOH.
Mlečna kislina
Jeklo INON TR 22/12/9 je dobro obstojno v mlečni kislini. Diagram anodne polarizacije je prikazan na sliki 16.
2400
pot ESI i od v s c
"'I '"H '-''"'i MATERIAL■• iiioi;-Tr ::-::-: -
MEDIJ 10 C:H?Oš 20 č
:200
f 00
J M-|J ,,,h.J ,, -I,,,!
10 10
-1 o 10 10
,1 ,.,J
10 10 [ Uri. CM 2j
10
10
Slika 16. Potenciodinamična anodna polarizacija INON-TR 22/12/4
(A) jekla v 10 '■< C II.O . Figure 16. Potentiodynamic anodic polarization of INON-TR 22/12/9 (A) steel in 10 C.H.O..
Ocetna kislina
Jeklo INON TR 22/12/9 ima dovolj široko pasivno področje in majhen lpio tako da ga smatramo dobro obstojnega v tem medij u.
Vsa preiskana nerjavna jekla sc v tem mediju pasivirajo. Pasivno področje za INON-TR 22/12/9 je dovolj široko in tudi pasivni film je zadovoljiv v tem mediju. Diagram anodne polarizacije je prikazan v diagramu na sliki 17.
ISO o
1200
-"00
• '"'"'i ........ .......
MATERIAL : IN0I-! -TR 22 -12-5 A
MEDIJ•10- CH3C00H
/
J
-5 00 L 10 "
jim!
I
J_
10
10
o 10

■ik


10
H 10
10
10 10 I( UA "C 11/,2)
Slika 17. Potenciodinamična anodna polarizacija INOX-TR 22/12/9
(A) jekla v 10 % CH,COOH. Figure 17. Potentiodynamic anodic polarization of INOX-TR 22/12/9 (A) steel in 10% CH.COOH.
IMK-21
TAFEL
-400
........I ' "'""I ........I ........I 1
UZOREC-A ,f1AT .INOK-TR £2-12-9 MEDIJ 3 .56* HRCL-OEHER,IRHHO [E( COF;F.)
)

oHO
io~'
10
K U£
i ti ii il 0 10
Slika 19. Taflov zapis INOX-TR 22/12/9 (A) jekla v 3.65 % NaCI. Figure 19. Tafel reeord of lNOX-TR 22/12/9 (A) steel in 3.65 % NaCI. 5 % NaCI. 50°C
3,65 % NaCI
Pasivacija nikjer ne nastopa. Jeklo je podvrženo stalni koroziji. Vidimo, da večjih razlik med posameznimi sloji ni. Diagram anodne polarizacije in Taflov zapis je prikazan na sliki 18 in 19
1Š0
-150
! I|!>IT| T Tl,,mj 1 "ZOREČ-E:,MhT	"'"'l ' '""l .......i ' "'"" I NO K - TR 22-12-3
	/
' MEDIJ l.5o- 1	IHCL -DEHER IF;AHH t' t
	i j
	/
	;
	t
.......1 - .......1 ,	/ f L_ ......t . . ■'""i • > .I-! ■ ■
10
0 10
10 10 KUA/CMa2>
10
1200
400
. i ,n—i um—m-1 t	I 11HI UMI 1 "111 ,11 1 1 i 1 1	""t '"H......
MAlERIftL	IN0X-TR 22-12-	3, A
MEDIJ 5*	NACL	1 (
50 C		1 f
		t
		
	X	
• ■■'■-' .....J .„■	J.....J ,„J.....J ,„J	..-J .,.'......
-3 -Z 10 10
- 1 0 10 10
10 10 10 I(jU»/CNA2)
e
10
Slika 18. Potenciodinamična anodna polarizacija INOX-TR 22/12/9
(A) jekla v 3,65 % NaCI. Figure IS. Potentiodynamic anodie polarization of INOX-TR 22/12/9 (A) steel in 3.65 % NaCI.
Večina materialov ni odporna v prisotnosti Cl ionov. INOX-TR 22/12/9 v tem mediju ni odporen. Čeprav na prvi pogled korozijske hitrosti niso zelo velike, pa bo v tem mediju prišlo pri tem jeklu do močne piting korozije. Diagram anodne polarizacije je prikazan na sliki 20.
5. Diskusija rezultatov
Nerjavno jeklo INOX-TR 22/12/9, s katerim je bilo izvedeno navarjanje podnice ima visoko vsebnost kroma in kot tako je odporno na korozijo tudi v agresivnejših medijih. Nerjavni trak ima precej visok c/c C. ki ni stabiliziran. Proces varjenja je za-
Slika 20. Potenciodinamična anodna polarizacija INOX-TR 22/12/9 (A) jekla v 5 % NaCI temp. 50°C.
Figure 20. Potentiodynamic anodie polarization of INOX-TR 22/12/9 (A) steel in 5 % NaCI temp. 50°C.
pustil v nerjavnem traku spremembo mikrostrukture. Prišlo je do pojava zveznega izločanja kromovih karbidov po mejah zrn in s tem do osiromašenja matrice s kromom. Tako predeli ob meji zrna vsebujejo prenizek Cr. ki bi še omogočal pasivacijo. Nastajajo tudi precejšne potencialne razlike med osiromašeno cono in matrico, oziroma kristalnimi mejami, kjer so izločeni karbidi, bogati s kromom. Matrica kot tudi kristalna meja deluje kot kato-da. neposredna s kromom osiromašena okolica pa je anodna.
Poleg tega smo zasledili veliko 8 ferita, ki je razporejen precej neenakomerno. Ta faza je prav tako bogata na Cr.
Korozijske preiskave so pokazale, da ima jeklo sicer dobro splošno korozijsko odpornost v številnih medijih, da pa tako jeklo ni odporno na agresivnejše medije. Pri ciklični potenciodi-namični polarizaciji in FeCl, testu se je izkazalo, da jeklo ni odporno na piting korozijo. Popolnoma negativen pa je bil test na interkristalno korozijo v HNO,. kjer se je pojavila močna in-terkristalna korozija. Prav tako seje izkazalo, da nerjavni trak ne nudi ustrezne odpornosti proti napetostni koroziji.
6.	Zakl juček
Takšen navar bo marsikje odporen, moramo pa se izogniti kloridnim in drugim agresivnejšim medijem.
Smiselneje bi bilo v prihodnje navarjati z austenitnim ne-rjavnim trakom, ki ima ne več, kot 0.08 c/< C in je stabiliziran s Ti ali Nb. V tem primeru do večine teh nevšečnosti ne bi prišlo.
Izkazalo seje, daje prav tako s stališča korozijske odpornosti bolj primerno dvovarkovno navarjanje. ki ima ugodnejšo kemično sestavo.
7.	Literatura
1 J. Vojvodič-Gvardjančič: Analiza karakteristik drobnozrnatega mikrolegiranega jekla NIOMOL 490 in študija lastnosti na tem jeklu /, dodajnim materialom domače proizvodnje (Raziskovalna naloga: URP/RP 06-2685-218/87) Mars G. Fontana: Corrosion Engineering, Mc Gravv-Hill Book Company, 1987, 181-186
' L. Vehovar, Korozija kovin in korozijsko preizkušanje. Monografija, samozaložba 1991
4	Corrosion, Volume 13. Metals Handbook Ninth Edition. 1987, 546-565
5	ASTM G48-76: Standard Test Methods for Pitting and Crevice Corrosion Resistance of Stainless Steel and Related Allovs by the use of Ferric Chloride Solution
" ASTM A 262-75: Standard Recommended Practice for Examination and Evaluation of Pitting Corrosion
7 ASTM G36-87: Standard Practice for Evaluating Stress-Corrosion-Cracking of Metals and Allovs in a Boiling Magnesium Chloride Solution
K ASTM G30-79: Standard practice for Making and Using IJ Band Stress-Corrosion Test Specimens
" ASTM G46-76: Standard Recommendation Practice for Examination and Evaluation of Pitting Corrosion