Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ผลของไนโตรเจนต่อความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิม ชนิดออสเตนนิติกเกรด 304L

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Effect of nitrogen on corrosion resistance of 304L austenitic stainless steel

Year (A.D.)

2000

Document Type

Thesis

First Advisor

กอบบุญ หล่อทองคำ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมโลหการ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2000.1115

Abstract

ไนโตรเจนถูกผสมในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเตนนิติกเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนในสารละลายที่รุนแรง เช่น ในสารละลายคลอไรด์ แต่กลไกการเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของไนโตรเจนยังคงไม่ชัดเจน งานวิจัยนี้ศึกษาผลของไนโตรเจนต่อพฤติกรรมการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดออสเตนนิติกเกรด 304L ที่มีไนโตรเจนผสม 0.02, 0.10 และ 0.21% โดยน้ำหนัก ในสารละลายที่มีโซเดียมคลอไรด์ความเข้มข้น 5 กิโลโมลต่อลูกบาศก์เมตร pH ระหว่าง 1-2 และอุณหภูมิระหว่าง 20-40 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นสารละลายจำลองสารละลายจริงของการกัดกร่อนในหลุม (pitting corrosion) และการกัดกร่อนในซอก (crevice corrosion) โดยใช้เทคนิคทางไฟฟ้าเคมีและการตรวจสอบชิ้นงานทางจุลภาคและมหภาคภายหลังการทดลอง การเพิ่มปริมาณไนโตรเจนในเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดออสเตนนิติเกรด 304L จะลดขนาดเกรนแต่เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งช่วงพาสสิเวชั่น ในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 5 กิโลโมลต่อลูกบาศก์เมตรที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส pH 2 ที่สารละลายเดียวกัน แต่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียสและ pH 1 ที่มีสภาพการกัดกร่อนรุนแรงมากขึ้น พบว่าไนโตรเจนไม่มีผลต่อการกัดกร่อนเนื่องจากไม่เกิดพาสสีฟฟิล์ม ในสารละลายความเข้มข้นเดียวกัน เมื่ออุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส pH 2 ที่ศักย์ไฟฟ้าพาสสีฟ คือ 100 มิลลิโวลท์ และ ศักย์ไฟฟ้าทรานพาสสีฟ คือ 800 มิลลิโวลท์เทียบกับขั้วไฟฟ้าอ้างอิงซิลเวอร์/ซิลเวอร์คลอไรด์ พบว่าตัวอย่างที่มีไนโตรเจนผสมสูงกว่าจะมีผิวที่ถูกกัดกร่อนเรียบกว่า อาจเป็นเพราะไนโตรเจนลดปริมาณดิสโลเคชั่น ที่ศักย์ไฟฟ้าพาสสีฟ 100 มิลลิโวลท์ ตัวอย่างที่มีไนโตรเจนผสมมากกว่าจะมีอัตราการขยายตัวของผิวที่ถูกกัดกร่อนและจำนวนรูพรุนบนผิวที่ถูกกัดกร่อนน้อยกว่า ที่ศักย์ไฟฟ้าทรานพาสสีฟ 800 มิลลิโวลท์ ไนโตรเจนจะเพิ่มอัตราการกัดกร่อน การเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเตนนิติกเกรด 304L ด้วยไนโตรเจนอาจเนื่องมาจากกลไกการเกิดแอมโมเนียและการสะสมไนโตรเจนที่พาสสีฟฟิล์ม

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Nitrogen is added in austenitic stainless steel in order to increase the corrosion resistance in severe environment such as in chloride solutions. There are many studies about effect of nitrogen on improving corrosion resistance but the mechanisms are still not clear. This research investigates the effect of nitrogen on the corrosion resistance of 304L austenitic stainless steels with 0.02, 0.10 and 0.21 wt% N in the 5 kmol/m3 sodium chloride with pH 1-2 and 20-40 ํC. These conditions simulate the conditions of pitting and crevice corrosion. Electrochemical techniques, macroscopic and microscopic observation were used to clarify the results. Increasing nitrogen content in 304L austenitic stainless steel reduces grain size but improves corrosion resistance in the 5 kmol/m3 sodium chloride solution with pH2 and 30 ํC. In the same solution with pH 1 and 40 ํC, which is more severe environment, nitrogen has not affected on corrosion resistance because there is no passive film formed. In the same solution with pH 2 and 30 ํC, at the passive potential of 100 mV and transpassive potential of 800 mV (Ag/AgCl), the samples with higher nitrogen content shows smoother corroded surfaces. This may be because nitrogen decreases dislocation density. At the exposure potential of 100 mV, which is in the passive region, nitrogen reduces the corrosion growth rate and number of pits. At the transpassive exposure potential of 800 mV, nitrogen has slightly negative effect on corrosion resistance. Ammonium formation and nitrogen enrichment in the passive film are two mechanisms suggested to be responsible in these effects.

Link to Full Text

Share

COinS