JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Tämän kandidaatintyön tavoitteena oli selvittää eri seosaineiden vaikutus austeniittisten ruostumattomien terästen pistekorroosiotaipumukseen. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksena hyödyntäen aiheeseen liittyvää kirjallisuutta sekä aiempia tutkimuksia. Työtä varten ei toteutettu uutta käytännön korroosiotutkimusta. Työn alussa käydään lyhyesti läpi aiheeseen liittyviä peruskäsitteitä, kuten ruostumaton teräs ja korroosio. Tämän jälkeen käsitellään tarkemmin pistekorroosion mekanismia ja teräksen pistekorroosiolle altistavia tekijöitä sekä ruostumattoman teräksen passivoitumisilmiötä. Lopuksi tarkastellaan korroosiotutkimuksia ja niissä tehtyjä havaintoja typpi- ja molybdeeniseostusten vaikutuksesta pistekorroosioon.

Austeniittiset ruostumattomat teräkset ovat teollisuudessa käytetyin ruostumattomien terästen ryhmä. Yksi kyseessä olevien terästen tärkeimmistä ominaisuuksista on korroosionkestävyys, joka perustuu niiden pinnalle muodostuvaan passiivikalvoon. Passiivikalvo on kaksikerroksinen kalvo, joka muodostuu spontaanisti teräksen pintaan hapettavassa ympäristössä. Passiivikalvo voi rikkoutua esimerkiksi kloridipitoisessa ympäristössä.

Pistekorroosio on vaarallinen korroosiomuoto, jota esiintyy austeniittisilla ruostumattomilla teräksillä. Pistekorroosio ydintyy tyypillisesti johonkin teräksen pinnan epäjatkuvuuskohtaan. Pistekorroasioalttiuteen vaikuttavat myös ympäristön tekijät, kuten lämpötila ja pH-arvo.

Austeniittisten ruostumattomien terästen pistekorroosionkestävyyttä voidaan parantaa erityisesti molybdeeni- ja typpiseostuksilla. Repassivaation tehostaminen on typen pääasiallinen austeniittisten ruostumattomien terästen pistekorroosionkestävyyttä parantava vaikutus. Molybdeenin havaittiin vähentävän passiivikalvon paikallisia rikkoutumisia. Typellä ja molybdeenillä on myös havaittu korroosionkestävyyttä parantavia yhteisvaikutuksia.

The effect of alloying elements on the tendency for pitting corrosion in AISI 300 series austenitic stainless steels

Abstract

The goal of this bachelor’s thesis was to find out the effect of different alloying elements on the tendency for pitting corrosion in austenitic stainless steels. The thesis was done as a literary survey using literature and earlier studies relevant to the subject of the thesis. New practical corrosion study was not conducted for this thesis. Basic concepts relevant to the subject of the thesis, such as stainless steel and corrosion, are discussed at the beginning of the thesis. After this, the mechanism of pitting corrosion and the factors that expose steels to pitting corrosion, along with the passivation phenomenon of stainless steel, are discussed. Lastly, corrosion studies and their findings about the effects of nitrogen and molybdenum alloying on pitting corrosion are covered.

Austenitic stainless steels are the most used group of stainless steels in industry. One of the most important properties of the steels in question is their corrosion resistance, which is based on the passive film that forms on their surface. A passive film is a twolayer film that forms spontaneously on the surface of a steel in an oxidizing environment. A Passive film can break, for example, in an environment containing chlorides.

Pitting corrosion is a dangerous form of corrosion that occurs in austenitic stainless steels. Typically, pitting corrosion nucleates on a point of discontinuity on the surface of a steel. Environmental factors, such as temperature and pH, affect the tendency for pitting corrosion.

The pitting corrosion resistance of austenitic stainless steels can be improved especially by molybdenum and nitrogen alloying. Enhancing repassivation is the primary effect of nitrogen in improving the pitting corrosion resitance of austenitic stainless steels. Molybdenum was observed to reduce localized breaking in passive films. Nitrogen and molybdenum synergisms in improving pitting corrosion resistance have also been observed.