Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cơ chế phát triển sự suy giảm crom ở biên hạt do biến dạng (nhạy cảm hóa) trong thép không gỉ loại 316
Tóm tắt
Biến dạng tăng tốc sự phát triển của hiện tượng suy giảm crom ở biên hạt (GBCD), hay nhạy cảm hóa, trong thép không gỉ austenitic loại 316. Đánh giá định lượng mức độ nhạy cảm hóa (DOS) bằng phương pháp kiểm tra tái kích hoạt điện hóa động học (EPR) cho thấy sự tăng tốc trong GBCD phụ thuộc vào mức độ căng thẳng trong vật liệu và nhiệt độ trong quá trình điều trị nhạy cảm hóa isothermal. Sự tăng trưởng hệ thống độ biến dạng từ 0 đến 20% tạo ra sự gia tăng liên tục giá trị EPRDOS dưới 700°C, trong khi ở nhiệt độ cao hơn, cần một ngưỡng biến dạng từ 6 đến 10% để thúc đẩy sự phát triển GBCD. Biến dạng thép không gỉ trên 20% cũng tạo ra mức độ suy giảm crom cao hơn, mặc dù độ nhạy cảm hóa (giữa các hạt) của vật liệu không thể được đánh giá định lượng do sự hiện diện của ma trận hạt hoặc ăn mòn xuyên hạt. Hành vi nhạy cảm hóa và kết tủa theo đường cong C cổ điển cũng được ghi nhận cho các vật liệu đã biến dạng và không biến dạng, mặc dù biến dạng đã di chuyển các đường cong C sang bên trái. Đánh giá vi cấu trúc của nhạy cảm hóa cho thấy sự gia tăng có hệ thống về ăn mòn ở biên hạt và biên vùng đôi trên bề mặt tấn công EPR với độ biến dạng, điều này xác nhận sự tăng tốc EPRDOS do biến dạng gây ra. Một sự phụ thuộc vào thời gian-nhiệt độ-biến dạng của ăn mòn xuyên hạt cũng được xác định trên các mẫu đã được khắc bằng EPR với mức độ biến dạng trên 20%. Những điều này cũng được phản ánh trong các quan sát của kính hiển vi điện tử truyền nhiệt (TEM) về sự kết tủa carbide ở biên hạt cao hơn trên các mẫu đã biến dạng so với không biến dạng và sự kết tủa carbide tại các vị trí biến dạng trong vật liệu. Mô hình hóa động lực học và nhiệt động học của các hiệu ứng biến dạng lên sự kết tủa và phát triển suy giảm carbide trong thép không gỉ loại 316 chỉ ra rằng biến dạng làm giảm rào cản kích hoạt cho sự khuếch tán (Qₐ) và rào cản nhiệt động học cho sự hình thành nhân (ΔG⁎) trong quá trình kết tủa-suy giảm. Việc giảm Qₐ với biến dạng đã khiến cho khả năng khuếch tán crom và sự phát triển suy giảm xảy ra nhanh hơn trong các vật liệu đã biến dạng so với không biến dạng và có vẻ như là do sự gia tăng khuếch tán theo đường ống dislocation với sự biến dạng. Sự giảm ΔG⁎ với biến dạng được liên kết với sự gia tăng thay đổi năng lượng tự do tại biên hạt (ΔG₍gb₎) và sự hình thành nhân của kết tủa carbide tăng tốc trong thép không gỉ đã biến dạng. Ảnh hưởng của biến dạng lên động lực học và nhiệt động học của quá trình kết tủa-suy giảm giảm dần khi nhiệt độ tăng.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
E.C. Bain, R.H. Aborn, and J.J.B. Rutherford:Trans. Am. Soc. Steel Treating, 1933, vol. 21, pp. 481–509.
L.E. Murr, A.H. Advani, D.G. Atteridge, and S. Shankar:Mater. Characterization, 1990, vol. 24, pp. 135–58.
C.S. Tedmon, Jr., D.A. Vermilyea, and D.E. Bruecker:Corrosion, 1971, vol. 27, pp. 104–06.
C.L. Briant and A.M. Ritter:Scripta Metall., 1979, vol. 13, pp. 177–80.
C.L. Briant and A.M. Ritter:Metall. Trans. A, 1980, vol. 11A, pp. 2009–17.
C.L. Briant and A.M. Ritter:Metall. Trans. A, 1981, vol. 12A, pp. 910–13.
V. Cihal:Corros. Sci., 1980, vol. 20, pp. 737–43.
V. Cihal:Intergranular Corrosion of Steels and Alloys, Elsevier Science Publishers B. V., Amsterdam, The Netherlands, 1984, pp. 146–57.
A.H. Advani, D.G. Atteridge, and S.M. Bruemmer:Proc. Conf. on Precipitation Phenomena—Deformation and Aging Symp., World Materials Congress of ASM, Chicago, IL, 1988, pp. 3–17.
A.H. Advani, D.G. Atteridge, L.E. Murr, and S.M. Bruemmer:Recent Trends in Welding Science and Technology, Proc. 2nd Int. Conf. on Trends in Welding Research, S.A. David and J.M. Vitek, eds., ASM, Metals Park, OH, 1990, pp. 315–19.
S. Pednekar and S. Smialowska:Corrosion, 1980, vol. 36, pp. 565–77.
A. Bose and P.K. De:Corrosion, 1987, vol. 43, pp. 624–31.
G. Rondelli, B. Mazza, T. Pastore, and B. Vicentini:Mater. Sci. Forum, 1986, vol. 8, pp. 593–603.
J.W. Simmons, D.G. Atteridge, L.E. Murr, and S.M. Bruemmer:Recent Trends in Welding Science and Technology, Proc. 2nd Int. Conf. on Trends in Welding Research, S.A. David and J.M. Vitek, eds., ASM, Metals Park, OH, 1990, pp. 321–25.
J.W. Christian:The Theory of Transformation Kinetics in Metals and Alloys, Part I—Equilibrium and General Kinetic Theory, 2nd ed., Pergamon Press Limited, Oxford, United Kingdom, 1975, p. 12.
P.G. Shewmon:Diffusion in Solids, McGraw Hill Book Company, New York, NY, 1963.
N.A. Gjostein:Diffusion, ASM Seminar, H.I. Aaronson, ed., 1973, pp. 241–74.
R.W. Baluffi:Phys. Status Solidi, 1970, vol. 42, pp. 11–34.
G.R. Love:Acta Metall., 1964, vol. 12, pp. 731–37.
E.W. Hart:Acta Metall., 1957, vol. 5, p. 597.
A.L. Ruoff and R.W. Baluffi:J. Appl. Phys., 1963, vol. 34, pp. 1848–53.
H.M. Morrison:Phil. Mag., 1965, vol. 12, pp. 985–95.
D. Gupta and K.W. Asai:Phys. Rev. B, 1973, vol. 7, pp. 586–94.
A.D. Le Claire: inDiffusion, H.I. Aaronson, ed., 1973, pp. 123–54.
D. Turnbull and R.E. Hoffman:Acta Metall., 1954, vol. 2, pp. 419–26.
A.D. Le Claire and A. Rabinovitch:J. Phys. C: Solid State Phys., 1981, vol. 14, pp. 3863–79.
A.D. Le Claire and A. Rabinovitch:J. Phys. C: Solid State Phys., 1982, vol. 15, pp. 3455–71.
J. Mimkes and M. Wuttig:Phys. Rev. B, 1970, vol. 2, pp. 1619–23.
J. Burke:The Kinetics of Phase Transformation in Metals, Pergamon Press, Oxford, United Kingdom, 1985, pp. 98–151.
A.H. Advani: Ph.D. Thesis, Oregon Graduate Institute of Science and Technology, Beaverton, OR, 1990.
W.L. Clarke, R.L. Cowan, and W.L. Walker: inIntergranular Corrosion of Stainless Alloys, ASTM STP 656, ASTM, Philadelphia, PA, 1978, pp. 99–132.
S.M. Bruemmer, L.A. Charlot, and B.W. Arey:Corrosion, 1988, vol. 44, pp. 328–33.
S.M. Bruemmer:Corrosion, 1990, vol. 46, pp. 698–709.
T. Thorvaldasson and A. Salwen:Scripta Metall., 1984, vol. 18, pp. 739–42.
R.W. Logan:Computer Simulation of Sensitization in Stainless Steels, UCID-20000, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA, 1983.
P.J. Grobner:Metall. Trans., 1973, vol. 4, pp. 251–60.
W.C. Johnson, C.L. White, P.E. Marth, P.K. Ruf, S.M. Tuominen, K.D. Wade, K.C. Russell, and H.I. Aaronson:Metall. Trans. A, 1975, vol. 6A, pp. 911–19.
L.E. Murr and F.I. Grace:Trans. AIME, 1969, vol. 245, pp. 2225–35.
G.B. Olson and M. Cohen:J. Less-Common Met., 1972, vol. 28, pp. 107–18.
G.B. Olson and Morris Cohen:Metall. Trans. A, 1975, vol. 6A, pp. 791–95.
S.S. Hecker, M.G. Stout, K.P. Staudhammer, and J.L. Smith:Metall. Trans. A, 1982, vol. 13A, pp. 619–26.
L.E. Murr, K.P. Staudhammer, and S.S. Hecker:Metall. Trans. A, 1982, vol. 13A, pp. 627–35.
K.P. Staudhammer, L.E. Murr, and S.S. Hecker:Acta Metall., 1983, vol. 31, pp. 267–74.
L.E. Murr and K.P. Staudhammer:Mater. Sci. Eng., 1975, vol. 20, pp. 35–46.
C. Donadille, R. Valle, P. Dervin, and R. Penelle:Acta Metall., 1989, vol. 37, pp. 1547–71.
L.E. Murr and S.H. Wang:Res. Mech., 1982, vol. 4, pp. 237–74.
L.E. Murr and S.H. Wang:Res. Mech. Lett., 1981, vol. 1, p. 85.
L.E. Murr and S.H. Wang:38th Ann. Proc. Electron Microscopy Society of America, G.W. Bailey, ed., Claitors Publishing Company, Baton Rouge, LA, 1980, pp. 386–87.
L.E. Murr and S.S. Hecker:Scripta Metall., 1981, vol. 13, pp. 167–71.
L.E. Murr:Mater. Sci. Eng., 1981, vol. 51, pp. 71–79.
L.E. Murr:Res. Mech., 1983, vol. 9, pp. 159–87.
R.A. Varin and E. Romanowska-Haftek:Metall. Trans. A, 1986, vol. 17A, pp. 1967–75.