Прискорені електрохімічні методи випробування аустенітних корозійностійких сталей на тривкість проти міжкристалітної корозії

Abstract

The purpose of research is to study and clarify accelerated electrochemical methods of testing austenitic corrosion-resistant steels for resistance to intergranular corrosion (IGC) and provide recommendations for their wide use. Methods. Comparative tests for resistance to IGC by long-time and accelerated methods were performed on samples of 03Cr18Ni11, 08Cr18Ni10Ti, 03Cr17Ni14Mo3 and 02Cr25Ni22Mo3 steels not susceptible to IGC and specimens with varying degrees of susceptibility to IGC. AMU and DU methods according to GOST 6032 were used as long-term methods and electrochemical methods according to GOST 9.914 and methods of electrolytic etching metallographic sections in a 10 % solution of oxalic acid (EOA) at anode current density of 1 A/cm2 for 1,5 minutes were used as accelerated methods. Additionally, electrochemical studies of steels were performed by constructing anode potentiodynamic curves (APC) and potentiostatic etching (PE) samples in a solution of perchloric acid and sodium chloride. The mechanism of corrosion at grain boundaries was studied by chemical analysis of test solutions for the content of ions of main alloying elements of steels and determination of dissolution rates of steels and artificial carbides in transient and transpassive regions of potentials. Microstructure of steels was studied by light microscopy after testing. Results. Results of comprehensive comparative tests of austenitic corrosion-resistant steels for resistance to IGC by long-term and accelerated electrochemical methods were obtained. Mechanisms of corrosion occurring at the boundaries of steel grains have been determined during testing by accelerated electrochemical methods and corresponding long-term methods according to GOST 6032. Scientific novelty. New quantitative criteria of satisfactory resistance of steels to ICC in testing by PE method were proposed. Practical relevance. It was recommended to use accelerated electrochemical PE and EOA methods in acceptance tests of steels for resistance to IGC in order to shorten the technological cycle and improve production efficiency.Цель работы − исследование и уточнение ускоренных электрохимических методов испытания аустенитных коррозионностойких сталей на стойкость против межкристаллитной коррозии (МКК) и представление рекомендаций по их широкому использованию. Методики. Сравнительные испытания на стойкость против МКК длительными и ускоренными методами проводили на образцах сталей 03Х18Н11, 08Х18Н10Т, 03Х17Н14М3 и 02Х25Н22АМ3, не склонных к МКК и с разными степенями склонности к МКК. В качестве длительных применяли наиболее распространенные согласно ГОСТ 6032 методы АМУ и ДУ, а в качестве ускоренных − электрохимические методы по ГОСТ 9.914, а также метод электролитического травления металлографических шлифов в течение 1,5 мин. в 10 % растворе щавелевой кислоты при плотности анодного тока 1 А/см2 (ТЩК). Дополнительно проводили электрохимические исследования сталей путем построения анодных потенциодинамических кривых (АПК) и потенциостатического травления образцов в растворе хлорной кислоты и натрия хлорида (ПТ). Механизм коррозии на границах зёрен исследовался методом химического анализа испытательных растворов на содержание ионов основных легирующих элементов сталей и определением скоростей растворения сталей и искусственных карбидов в переходной и транспассивной областях потенциалов. Микроструктуры сталей после испытаний исследовали методами световой металлографии. Результаты. Получены результаты комплексных сравнительных испытаний аустенитных коррозионностойких сталей на стойкость против МКК длительными и ускоренными электрохимическими методами. Определены механизмы коррозии на границах зерен сталей при испытании электрохимическими и соответствующими им длительными методами по ГОСТ 6032. Научная новизна. Предложены новые количественные критерии удовлетворительной стойкости сталей против МКК при испытании по методу ПТ. Практическая значимость. Рекомендовано применение ускоренных электрохимических методов ПТ и ТЩК  в качестве приемо-сдаточных испытаний сталей на стойкость против МКК для сокращения технологического цикла и повышения эффективности производства продукции.Мета роботи –дослідження й уточненняприскорених електрохімічних методів випробування аустенітних корозійностійких сталей на тривкість проти міжкристалітної корозії (МКК) і надання рекомендацій щодо їх широкого застосування. Методики. Порівняльні випробування на тривкість проти МКК тривалими і прискореними методами проводили на зразках сталей 03Х18Н11, 08Х18Н10Т, 03Х17Н14М3 і 02Х25Н22АМ3, не схильних до МКК і з різними ступенями схильності до МКК. Як тривалі застосовували найбільш поширені згідно з ГОСТ 6032 методи АМУ і ДУ, а як прискорені – електрохімічні методи за ГОСТ 9.914, а також метод електролітичного травлення металографічних шліфів протягом 1,5 хв. у 10 % розчині щавлевої кислоти за щільності анодного струму 1 А/см2 (ТЩК). Додатково проводили електрохімічні дослідження сталей шляхом побудови анодних потенціодинамічних кривих (АПК) і потенціостатичного травлення зразків у розчині хлорної кислоти і натрію хлориду (ПТ). Механізм корозії на границях зерен досліджували методом хімічного аналізу випробних розчинів на вміст іонів основних легуючих елементів сталей і визначенням швидкостей розчинення сталей і штучних карбідів у перехідній і транспасивній областях потенціалів. Мікроструктури сталей після випробувань досліджували методами світлової металографії. Результати. Отримано результати комплексних порівняльних випробувань аустенітних корозійностійких сталей на тривкість проти МКК тривалими і прискореними електрохімічними методами. Визначено механізми корозії на границях зерен сталей під час випробування електрохімічними і відповідними їм тривалими методами за ГОСТ 6032. Наукова новизна. Запропоновано нові кількісні критерії задовільної тривкості сталей проти МКК під час випробування методом ПТ. Практична значимість. Рекомендовано застосування прискорених електрохімічних методів ПТ і ТЩК як здавально-приймальних випробувань сталей на тривкість проти МКК для скорочення технологічного циклу і підвищення ефективності виробництва продукції