ایران ترجمه – مرجع مقالات ترجمه شده دانشگاهی ایران

مقایسه خوردگی فولاد بی ریخت حجیم با فولاد متداول

مقایسه خوردگی فولاد بی ریخت حجیم با فولاد متداول

مقایسه خوردگی فولاد بی ریخت حجیم با فولاد متداول – ایران ترجمه – Irantarjomeh

 

مقالات ترجمه شده آماده گروه متالورژی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه ۲۰ الی ۱۰۰% رایگان مقالات ترجمه شده

۱- قابلیت مطالعه رایگان ۲۰ الی ۱۰۰ درصدی مقالات ۲- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر ۳ فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

قیمت

قیمت این مقاله: ۱۵۰۰۰ تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)

توضیح

بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.

 

مقالات ترجمه شده متالورژی - ایران ترجمه - irantarjomeh

مقایسه خوردگی فولاد بی ریخت حجیم با فولاد متداول

شماره       
۶۲
کد مقاله
MTL062
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
مقایسه خوردگی فولاد بی ریخت حجیم با فولاد متداول
نام انگلیسی
Comparison of the corrosion of bulk amorphous steel with conventional steel
تعداد صفحه به فارسی
۴۰
تعداد صفحه به انگلیسی
۹
کلمات کلیدی به فارسی
شیشه A، فولاد A، ساختارهای بی ریخت C، اثر ناپذیری C، خوردگی حفره ای
کلمات کلیدی به انگلیسی
A. Glass, A. Steel, C. Amorphous structures, C. Passivity, C. Pitting corrosion
مرجع به فارسی
درسدن IFW، آلمان
علوم خوردگی
الزویر
مرجع به انگلیسی
Corrosion Science, IFW Dresden, Germany, Elsevier
سال
۲۰۱۰
کشور
آلمان

مقایسه خوردگی فولاد بی ریخت حجیم با فولاد متداول

 

مقایسه خوردگی فولاد بی ریخت حجیم با فولاد متداول
چکیده
رفتار خوردگی یک آلیاژ فولادی بی ریخت (آمورف) حجیم (BAS) مهم
C15.8B۵.۹)۹۸.۵Y۱.۵ (Fe۴۴.۳Cr۵Co۵Mo۱۲ ، با همتای کریستالی آن و با فولاد متداول X210Cr12 مقایسه می شود. در محلول اسیدی، به علت ماهیت تک فازی آن، BAS از همتای کریستالی چند فازی و فولاد متداول پایداری بسیار بیشتری نشان می دهد. با افزایش مقدار pH، ترکیب عنصری کلی نقش مهمتری ایفا می کند و به نظر می رسد که عناصر واکنش پذیر Mo، Mn و Co مسئول پایداری مشاهده شده کمتر برای BAS و همتای کریستالی آن در مقایسه با فولاد متداول باشند.
 
کلمات کلیدی: شیشه A، فولاد A، ساختارهای بی ریخت C، اثر ناپذیری C، خوردگی حفره ای
 
 
۱- مقدمه
آلیاژهای شیشه ای گروه بسیار جالبی از مواد فلزی هستند زیرا آنها می توانند خواص استثنایی با ترکیباتی از خواصی که اغلب، از مواد کریستالی متداول قابل حصول نیستند، داشته باشند. از میان آلیاژها، معلوم شده که شیشه های با پایه Fe، بسته به ترکیبشان، استحکام بالا، سختی بالا، خواص مغناطیسی نرم عالی، مقاومت بالا در برابر خوردگی یا ترکیبی از اینها را دارا می باشند [۱].
توسعه اخیر در طراحی آلیاژی و افزودن مقادیر کم Y یا لانتایندها منجر به توانایی تشکیل شیشه (GFA) بسیار اصلاح شده می شود که ریخته گری نمونه های حجیم واقعی با ضخامت چندین میلی متر یا حتی چندین سانتی متر و امکان تولید بعضی از آنها تحت شرایط صنعتی مثلا از مواد خام با خلوص تجاری و در هوا را میسر می سازد [۲] همچنین، عنصر اصلی Fe نسبتا ارزان قیمت است و به آسانی در دسترس می باشد. به طور طبیعی، با در نظر گرفتن این واقعیت ها، با وجود آنکه پایین بودن خاصیت پلاستیکی بودن پایین شیشه های حجیم با پایه Fe هنوز یک مشکل است، انتظارات استفاده از آنها افزایش یافته است [۳]. علاوه براین، پایداری زیست محیطی عامل مهم دیگری است که در نظر گرفته می شود. در این تحقیق، ما بر روی یکی از مهمترین آلیاژها در این گروه (Fe۴۴.۳Cr۵Co۵Mo۱۲.۸Mn۱۱.۲C۱۵.۸B۵.۹)۹۸.۵Y۱.۵ تمرکز می کنیم. این آلیاژ قطر بحرانی نسبتا بزرگ برای تشکیل شیشه(mm۱۲)، استحکام بسیار بالا (GPa ۳ ) و سختی بالا (۱۲۲۴HV) دارد. [۴].
در روزهای آغازین فلزات بی ریخت (آمورف)، تعداد زیادی از مطالعات تحقیقی به توسعه آلیاژهای آمورف با پایه Fe با افزایش خواص مقاومت در برابر خوردگی اختصاص یافته بود [۵].
این نکته به طور خاص مشاهده شد که چند تا از این آلیاژها می توانند به مقاومت خوردگی عالی تر از فولادهای ضد زنگ برسند. در نتیجه، برای بعضی از این آلیاژها، مثلا آلیاژهای شبه فلز- Fe-Cr-Mo آمورف با ترکیبات معین که حتی در اسید هیدروکلریک غلیظ داغ به طور خودبخود غیر فعال (بی اثر) می شوند [۵] یا آلیاژهای Fe-Ni-Cr-Mo-B که در محلول های اسیدی تا ۲۵۰ درجه سانتی گراد رفتار غیر فعال عالی از خود نشان می دهند [۶]، مقاومت استثنایی نشان داده شده است. اما این اولین نسل آلیاژهای با پایه Fe توانایی تشکیل شیشه پایینی دارد و بنابراین فقط می تواند به صورت محصولات نازک یا کوچک مثلا نوارها (ریبونها)، پولک ها، پودرها یا فیلم ها به دست آید. برای غلبه بر محدودیت اندازه در این نسل اول، نسل دوم آلیاژها که تشکیل دهنده شیشه حجیم بود، اخیرا توسعه یافته است. با این وجود، آنها غالبا برای خواص دیگری مثلا برای ترکیب کردن GFA بالا و عملکرد مکانیکی عالی به جای مقاومت در برابر خوردگی طراحی شده اند. بنابراین، این آلیاژها، در مقایسه با آلیاژهای اولیه ترکیبات اساسا متفاوتی دارند مثلا آنها محتوی Mn هستند و معمولا غلظت های پایین تری از Cr و P دارند [۷]. گر چه این تغییرات ترکیب یک اثر بحرانی کامل دارد، رفتار خوردگی آنها تاکنون به ندرت مورد مطالعه قرار گرفته است [۸ و ۹]. در واقع، آلیاژهای آمورف به عنوان آلیاژهای یکنواخت فیزیکی و شیمیایی، مستقل از فازهای ثانویه یا ناخالصی هایی که وقوع خوردگی گالوانی یا مستقر را کم می کنند یا از این خوردگی جلوگیری می کنند، محسوب می شوند [۱۰]. با این وجود، در عمل، از حضور نقص ها در نمونه های ریختگی  حداقل در تولید تجاری نمی تواند به طور کامل جلوگیری شود. تعجب آور نیست که چندین تحقیق نشان می دهد که بعضی از BMG ها قابلیت حفره سازی بالایی را دارند و این حفره ها در  حدواسط بین چنین نقص هایی و زمینه پیرامون آغاز می شوند [۱]. علاوه براین، آلیاژهای آمورف می توانند به عنوان محلول های جامد تک فازی در نظر گرفته شوند که غالبا از محدودیت های انحلال پذیری عناصر آلیاژی در تعادل تجاوز می کنند و به طور واضح، این خصوصیت اختلافاتی را در رفتار آنها ایجاد می کند. همچنین، غلظت بالاتر شبه فلزات در آنها در مقایسه با آلیاژهای کریستالی متداول می تواند رفتار خوردگی آنها را بسته به ماهیت شبه فلزات و عناصر آلیاژی سازنده آنها، به طور قابل توجهی تغییر دهد [۱۲]. بنابراین، برای تشخیص عملکرد خوردگی یک آلیاژ شیشه ای به طور واضح، مقایسه مستقیم با حالات کریستالی مربوطه ضروری است.
هدف از این مقاله، مقایسه رفتار خوردگی آلیاژ شیشه ای حجیم C15.8B۵.۹)۹۸.۵Y۱.۵ (Fe۴۴.۳Cr۵Co۵Mo۱۲ با همتای کریستالی آن و با فولاد X210Cr12 می باشد در مقایسه با آلیاژ شیشه ای تک فازی با تمام عناصر در محلول جامد، همتای کریستالی، ترکیب عنصری مشابه اما ساختار و ترکیب فاز متفاوتی دارد. فولاد هم ساختار و هم ترکیب متفاوت به ویژه با محتوای بسیار بالاتر Cr و بسیار پایین Mn دارد. آلیاژهای آمورف از آلیاژهای کریستالی کلاسیک محتوای شبه فلزی بالاتری دارد. درجه فولاد انتخاب شده برای مقایسه از میان بقیه در گروه خود، محتوای بالاتری از C دارد. این نکته نشان داده خواهد شد که C و ترکیبات C، کاربیدها، به طور خاص یک نقش ویژه را ایفا می کنند. جنبه های بررسی شده در این مقاله: خوردگی آزاد، بی اثر سازی (غیرفعال سازی) و قابلیت حفره سازی ناشی از کلرید می باشند.
۲- بخش تجربی
شمش هایی با ترکیبات ظاهری (Fe۴۴.۳Cr۵Co۵Mo۱۲.۸Mn۱۱.۲C۱۵.۸B۵.۹)۹۸.۵Y۱.۵ (.at%)با ذوب القایی تحت اتمسفر آرگون خالص تهیه شدند. یک میله با d=10mm برای اندازه گیری ها در این حالت به کار برده شد (در سرتاسر این متن «همتای کریستالی» نامیده می شود). از شمش دیگری، میله هایی با قطر mm۳ و طول mm۵۰ به وسیله ریخته گری تزریقی به داخل یک قالب مسی خنک شده با آب در اتمسفر آرگون تولید شد. از فولاد متداول X210Cr12 ( از این به بعد «فولاد متداول» نامیده می شود) به حالت تازه خریداری شده بدون فرآوری بعدی استفاده گردید. ترکیب شیمیایی ظاهری آن چنین است:
۳- نتایج و بحث
۳-۱ خصوصیات ریزساختار
ریزساختار نمونه ها به وسیله XRD و SEM بررسی شد. شکل a۱ الگوی XRD نمونه شیشه ای حجیم (Fe۴۴.۳Cr۵Co۵Mo۱۲.۸Mn۱۱.۲C۱۵.۸B۵.۹)۹۸.۵Y۱.۵ را نشان می دهد. در این الگو، فقط پیکهای پهن می توانند مشاهده شوند که این امر نشان می دهد که نمونه یک ساختار عمدتا آمورف دارد. با این وجود، این نمونه، همان گونه که به وسیله TEM با تفکیک بالا آشکار می شود [۱۳]، محتوی جزء کوچکی از ذرات چند وجهی Y۲O۳ با اندازه های کوچکتر از nm ۲۰۰ می باشد. این ذرات به علت وجود داشتن در جزء کوچک نمی توانند به وسیله XRD شناسایی شوند. بررسی های SEM با تفکیک بالا (HRSEM) نشان داد که آنها معمولا در گروه هایی چندتایی وجود دارند و فاصله بین چنین گروه هایی به متوسط از مرتبه دهها میکرون می باشد. شکل a۲ تصویر HRSEM چنین گروهی را نشان می دهد.
۳-۲ آزمایش های غوطه ورسازی
برای تعیین سرعت خوردگی آزاد آلیاژ شیشه ای حجیم نسبت به فولاد متداول، آزمایش های غوطه ورسازی تحت چهار وضعیت مختلف انجام شدند: بسیار اسیدی (۰٫۵ M H۲SO۴)، بسیار بازی (۱M NaOH)، محلول کلرید فعال خنثی (۰٫۶ M NaCl) و محلول خنثای کمتر فعال Na۲SO۴) (۰.۱ M آزمایش های غوطه ورسازی برای آلیاژ همتای کریستالی انجام نشد زیرا به کار بردن این نمونه، به علت شکنندگی بسیار زیاد آن که منجر به کاهش بدون کنترل ماده می شود، دشوار است. شکل ۳ منحنی های کاهش وزن آلیاژ شیشه ای حجیم و فولاد متداول را در محلول های فوق نشان می دهد. این کاهش وزن با توجه به شروع ناحیه سطحی نمونه ها محاسبه شد. به طور کلی، آلیاژ شیشه ای حجیم در تمام الکترولیت ها، سرعت های خوردگی بسیار پایین تری نشان داد. نکته قابل توجه اینکه، رفتار این دو آلیاژ در  ۰٫۵ M H۲SO۴ خیلی متفاوت است؛ در حالیکه آلیاژ شیشه ای پس از ۱۰۰ روز mg cm ۶  را از دست می دهد، نمونه فولاد متداول پس از دقیقا ۸۳/۰ روز ۲۰۰ mg cm  را از دست می دهد. آلیاژ شیشه ای در M NaCl ۰.۶،  Na۲SO۴ ۰.۱M و    ۱ M NaOH پس از ۱۰۰روز کاهش وزن غیر قابل توجهی داشت که مقاومت بسیار بالا در این محلول ها را نشان می دهد. به صورت مقایسه ای، فولاد متداول در محلول های M NaCl ۰.۶ و Na۲SO۴ ۰.۱M کاهش وزن های قابل توجهی را نشان داد اما در محلول ۱ M NaOH کاهش وزن غیر قابل توجهی را ارائه داد.
۳-۳ رفتار قطبیدگی آندی
برای بررسی بیشتر رفتار خوردگی آزاد و نیز رفتار غیر فعال شدگی (اثر ناپذیری) آندی، مجموعه ای از آزمایش های قطبیدگی پتانسیودینامیک انجام شد. منحنی های پتانسیودینامیک نوعی از نمونه های آلیاژ شیشه ای حجیم (Fe۴۴.۳Cr۵Co۵Mo۱۲.۸Mn۱۱.۲C۱۵.۸B۵.۹)۹۸.۵Y۱.۵، همتای کریستالی و فولاد X210Cr12 در شکل ۵ نشان داده شده اند. در توافق با نتایج آزمایش های غوطه ورسازی، این نکته آشکار است که آلیاژ شیشه ای در این الکترولیت اسیدی (۰٫۵ M H۲SO۴) از نمونه فولاد متداول، چگالی جریان خوردگی خیلی پایین تری دارد. از قرار معلوم، همانند مورد آزمایش های غوطه ورسازی، در مورد آزمایش های قطبیدگی خطی، جفت شدگی گالوانی بین ذرات  (Fe,Cr)۷C۳ و زمینه αFe(Cr) مجددا مسئول فعالیت خوردگی بالا می باشد. همان گونه که در بخش قبلی ذکر شد، انتظار می رود که همتای کریستالی، مانند فولاد متداول، به علت ماهیت چند فازی آن، متحمل جفت شدگی گالوانی بین فاز اصلی (M۲۳(B,C)۶) و فازهای بین دندریتی گردد.
۳-۴ خوردگی حفره ای
برای مقایسه توانایی حفره سازی آلیاژ شیشه ای حجیم (Fe۴۴.۳Cr۵Co۵Mo۱۲.۸Mn۱۱.۲C۱۵.۸B۵.۹)۹۸.۵Y۱.۵  با همتای کریستالی آن و فولاد X210Cr12، اندازه گیری های قطبیدگی پتانسیودینامیک آندی در محلول های آبی با غلظت های NaCl متفاوت انجام شدند.  بعضی از منحنی های نوعی در شکل ۷ نشان داده شده اند. چگالی جریان های آندی پایین نشان می دهد که در ابتدا یک لایه غیر فعال پایدار بر روی سطح آلیاژ شیشه ای در تمام سه غلظت کلرید تشکیل می شود. با این وجود، پتانسیلی که در آن، فیلم غیر فعال ناپایدار می شود، که به وسیله افزایش چگالی جریان از سطح صاف غیر فعال مشخص می شود، برای غلظت های بالاتر کلرید نجابت (بی اثر شدگی) کمتری دارد. آلیاژ همتای کریستالی، در مقایسه با آلیاژ شیشه ای (در الکترولیتهای مشابه) پتانسیل های خوردگی با نجابت (بی اثر شدگی) کمتر و چگالی جریان خوردگی بالاتری را نشان می دهد که رفتار خوردگی آزاد ضعیف تری را آشکار می سازد.
۴- خلاصه و نتیجه گیری
آلیاژ آمورف حجیم (Fe۴۴.۳Cr۵Co۵Mo۱۲.۸Mn۱۱.۲C۱۵.۸B۵.۹)۹۸.۵Y۱.۵ از یک فاز منفرد با چند ذره نانومتری پراکنده شده از اکسید ایتریم تشکیل شده است. برعکس، همتای کریستالی آن و فولاد متداول X210Cr12  ریز ساختارهای چند فازی دارند. عمدتا دندریت های M۲۳(B,C)۶ کاربید بین دندریتی به عنوان فاز ثانویه و احتمالا FeY۲C۴ به عنوان فاز سوم؛ همتای کریستالی را تشکیل می دهند. در فولاد متداول، ذرات (Fe,Cr)۷C۳ به وسیله فاز زمینه محلول جامد (۶ at.% Cr)αFe احاطه می شوند.
در محلول های اسیدی، فولاد آمورف حجیم تک فازی، پایداری خوردگی آزاد بالایی را نشان می دهد. همتای کریستالی و فولاد متداول، در نتیجه جفت شدگی گالوانی بین دندریت های M۲۳(B,C)۶ و فاز بین دندریتی – کاربید که منجر به انحلال ترجیحی – کاربید در مورد آلیاژ کریستالی می شود و جفت شدگی گالوانی بین ذرات (Fe,Cr)۷C۳ و زمینه αFe (Cr) که منجر به انحلال ترجیحی زمینه αFe (Cr) در مورد فولاد متداول  می شود، سرعت های خوردگی بسیار بالاتری نشان می دهند. با این وجود، فولاد آمورف توده ای تک فازی، با مقادیر Cr و Fe غیر فعال ساز پایین تر از فولاد متداول، تمایل غیر فعال شدگی پایین تر اما در مقایسه با همتای کریستالی چند فازی آن، تمایل بالاتری نشان می دهند. با افزایش مقدار pH، توانایی غیر فعال شدگی هر سه آلیاژ اصلاح می شود و اثر جفت شدگی گالوانی فوق الذکر ضعیف تر می گردد. در محلول های بسیار بازی، اثر جفت شدگی گالوانی حداقل است و در عوض ترکیب عنصری برخوردگی آزاد و رفتار آندی حاکم است. چنین تصور می شود که عمدتا Mo ، Mn و Co مسئول پایداری فولاد آمورف حجیم در این محلول های بسیار بازی باشند.
آلیاژ شیشه ای تک فازی، در الکترولیت های محتوی کلرید، بالاترین مقاومت حفره سازی و پایداری عمومی را در مقایسه با همتای کریستالی خود و فولاد متداول نشان می دهد. گرچه ذرات اکسید ایتریم محل مناسبی را برای تشکیل حفره فراهم می کنند و در واقع انحلال محلی در حد واسط آنها با زمینه شیشه ای آغاز می شود، گسترش حفره سازی روی نمی دهد. آلیاژ شیشه ای توانایی غیر فعال شدگی مجدد بالایی را نشان می دهد که عمدتا به محتوای بالای Mo مفید در ترکیب آن نسبت داده می شود.
از یک طرف، ماهیت شیشه ای تک فازی فولاد آمورف حیجم اخیرا توسعه یافته در تمام محیط های مطالعه شده مفید است. از طرف دیگر، ترکیب جدید آن نقش پیچیده ای را ایفا می کند، یعنی بسته به مقدار pH محیط، رفتار خوردگی عالی تر یا نامناسب تری را نسبت به فولاد متداول X210Cr12 ایجاد می کند.

مقایسه خوردگی فولاد بی ریخت حجیم با فولاد متداول

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
تماس با ما

اکنون آفلاین هستیم، اما امکان ارسال ایمیل وجود دارد.

به سیستم پشتیبانی سایت ایران ترجمه خوش آمدید.