چکیده فولادهای زنگ نزن دوفازی از جمله فولادهای مقاوم به خوردگی هستند که به دلیل خواص ویژه و کاربردهای فراوان در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، کاغذ سازی، سیستم های آب، آب شیرین کن ها و ... مورد توجه بسیاری از پژوهشگران، تولید کنندگان فولاد و مصرف کنندگان نهایی قرار گرفته است. خانواده فولادهای زنگ نزن دوفازی فریتی- آستنیتی شامل فولاد معروف 2205 که با اضافه کردن نیتروژن وبهینه کردن میزان مولیبدن به خواص مطلوبی چون مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی خوب دست یافته اند. این فولادها عموماً شامل %50 فریت و%50 آستنیت در ساختار خود هستند. پژوهش های محققین مختلف نشان داده که ریزساختار و خواص این فولاد متأثر از دمای عملیات حرارتی آنیل اولیه بر روی آن است. با افزایش دمای آنیل اولیه بر روی این فولاد کسر حجمی فریت افزایش یافته و اندازه ی دانه ها بزرگ تر می شود. در تحقیق حاضر تأثیر تغییر نسبت فریت به آستنیت بر خوردگی حفره ای در محیط آبی اشباع از دی اکسید کربن و همچنین درجه ی حساس شدن فولاد زنگ نزن دوفازی 2205 مورد بررسی قرار گرفت. در محیط اشباع از دی اکسید کربن، آزمون ها بر روی فولاد زنگ نزن دوفازی 2205 بر روی نمونه های آنیل اولیه ی 1050، 1100، 1150، 1200 و 1250 درجه ی سانتی گراد و دماهای کاری 20، 30، 40 و 50 درجه ی سانتی گراد انجام شدند که نتایج حاصل از آزمون های پلاریزاسیون پتانسیوداینامیک نشان می دهد که نمونه ی عملیات حرارتی شده در دمای c? 1250 به دلیل وجود ذرات نیترید کروم در ساختار در داخل دانه های فریت دارای بیش ترین دانسیته ی جریان و بیشترین افت پتانسیل حفره دار شدن نسبت به دیگر نمونه ها بود. همچنین نتایج حاصل از آزمون های پتانسیواستاتیک نشان می دهد که دی اکسید کربن دارای خاصیت محافظت کنندگی در دمای c? 50 و4= ph می باشد. در آزمون های حساس شدن که با استفاده از روشdl-epr (double loop electrochemical potentiodynamic reactivation) وبه وسیله ی محلول hcl + na2s2o3 بر روی نمونه های دماهای آنیل اولیه ی c?1050، c?1150، c?1250 و c?1350 و دمای پیرسازی c?850 در زمان های 10،30 و60 دقیقه انجام شدند، نشان دادند که در نمونه های آنیل به جز نمونه ی c?1350 هیچ گونه حساسیتی مشاهده نشد ولی نمونه ی c?1350 دارای %8 حساسیت به دلیل ذرات بسیار زیاد نیترید کروم در ساختار در داخل دانه های فریت بود. در زمان 10 دقیقه پیرسازی، نمونه ی c? 1250 دارای کمترین درجه ی حساس شدن نزدیک به صفر بود که علت این پدیده به سینتیک رشد فاز زیگما در زمان های اولیه ی رسوب گذاری نسبت داده می شود. در زمان های بیش تر رسوب گذاری سیری صعودی در درجه ی حساس شدن با افزایش دمای آنیل اولیه مشاهده می گردد.

تحقیق حاضر شامل دو بخش می باشد. هدف از انجام بخش اول، معرفی دو ترکیب آلی به نام های پیریدین-2-تیول و 2-پیریدیل دی سولفید بعنوان بازدارنده ی خوردگی در محیط اسید کلریدریک برای فولاد ساده کربنی در شرایط محلول ساکن و تحت جریان هیدرودینامیک می باشد. در این قسمت، ابتدا رفتار بازدارندگی دو ترکیب به کمک روش های الکتروشیمیایی از قبیل اندازه گیری پتانسیل خوردگی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در شرایطی که محلول به حالت ساکن بود مورد بررسی قرار گرفت. سپس مطالعات شیمی کوانتوم و همچنین محاسبات ترمودینامیکی ایزوترم جذب به جهت فهم بهتر از نحوه جذب ترکیبات بر روی سطح فلز انجام شدند. در ادامه با استفاده از روش الکترود دیسکی چرخان، عملکرد بازدارندگی دو ترکیب حاضر در شرایط هیدرودینامیکی با استفاده از تکنیک های الکتروشیمیایی آزمایش شده است. در انتها نیز مورفولوژی خوردگی فولاد ساده کربنی در شرایط مختلف با استفاده از میکروسکوپ نوری بررسی گردید. نتایج نشان می دهند که این ترکیبات دارای قابلیت بازدارندگی مناسب برای فولاد ساده کربنی در محیط اسید کلریدریک می باشند هر چند که عملکرد آنها در شرایط هیدرودینامیک نسبت به حالت محلول ساکن دچار افت محسوس می شود. در بخش دوم این تحقیق، به معرفی دو روش طراحی آزمایش شامل طراحی فاکتوری دو سطحی و روش سطح پاسخ جهت مطالعه ی اثر فاکتورهای مختلف بر عملکرد بازدارنده های خوردگی می پردازیم. ابتدا توسط روش طراحی آزمایش فاکتوری دو سطحی اثر پارامترهای دما، غلظت اسید کلریدریک و غلظت بازدارنده را بر عملکرد ماده ی آلی 4-آمینو فنیل دی سولفید بر روی خوردگی فولاد ساده کربنی بررسی می نماییم. سپس با استفاده از روش سطح پاسخ، یک مدل ریاضی جهت محاسبه ی شدت جریان خوردگی فولاد بعنوان تابعی از شرایط محیطی بدست می آوریم. در گام بعدی با روش سطح پاسخ، مدلی دیگر برای محاسبه ی جریان خوردگی در غیاب بازدارنده بعنوان تابعی از دما و غلظت اسید حاصل می گردد. بنابراین با استفاده از دو مدل، محاسبه ی بازدهی بازدارنده در شرایط مختلف امکان پذیر خواهد شد. در پایان از این دو روش طراحی بعنوان ابزاری قدرتمند جهت مطالعه ی عملکرد بازدارنده های خوردگی در شرایط مختلف نام برده می شود.

در این پژوهش تأثیرات دمای پیرسازی و یون تیوسولفات بر رفتار خوردگی حفره¬ای فولاد زنگ نزن رسوب سخت شونده¬ی 4-17 در محیط سدیم کلراید بررسی شده است. ابتدا نمونه ها در دمای ℃ 1050 به مدت یک ساعت انحلال سازی شده و سپس در هوا سرد شدند. پس از آن، نمونه های انحلال سازی شده در دماهای 480 ،550 و620 درجه¬ی سانتی¬گراد به ترتیب به مدت زمان های یک، چهار و چهار ساعت پیر شدند. ریزساختار فولاد به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. سپس اضافه کردن تیوسولفات با استفاده از تیوسولفات سدیم با افزودن غلظت های 0/002، 0/02 و 0/2 مولار تیوسولفات به محلول 0/2 مولار سدیم کلراید انجام شد. از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی برای مطالعه تأثیرات دمای پیرسازی وغلظت تیوسولفات بر شکل حفره ها استفاده شد. مقاومت به خوردگی حفره¬ای فولاد در دماهای مختلف پیرسازی و غلظت های مختلف تیوسولفات با انجام آزمایش های پتانسیودینامیک و پتانسیواستاتیک در محلول 0/2 مولار سدیم کلراید و در دمای محیط بررسی شد. از روش¬های آماری برای نشان دادن تأثیر دمای پیرسازی و غلظت تیوسولفات بر رفتار خوردگی حفره ای فولاد استفاده شد. نرخ جوانه زنی و حاصل ضرب پایداری حفرات ناپایدار به عنوان تابعی از دمای پیرسازی و غلظت تیوسولفات تعیین شدند. ریزساختار فولاد در شرایط پس از پیرسازی عمدتاً شامل زمینه¬ی مارتنزیتی بود. نتایج آماری آزمون پتانسیودینامیک نشان داد که پتانسیل حفره¬دار شدن فولاد در اثر افزایش دمای پیرسازی به ℃ 620 کاهش یافته است. شدت جریان و حاصل ضرب پایداری حفرات ناپایدار در دمای ℃ 620 افزایش یافته و شعاع حفرات کاهش یافته است. همچنین، فرکانس وقوع حفرات ناپایدار در اثر افزایش دمای پیرسازی به ℃620 افزایش یافته است. مجموع پارامترهای ذکرشده، موجب می گردد که پتانسیل حفره دارشدن فولاد زنگ نزن رسوب سخت شونده ی 4-17 با افزایش دمای پیرسازی به ℃620 کاهش یابد. در حضور غلظت 0/02 مولار تیوسولفات، پتانسیل حفره دارشدن نمونه های پیرشده در دماهای ℃550 و℃620 افت قابل توجهی نشان می دهد درحالی که تفاوت قابل ملاحظه ای در پتانسیل حفره دارشدن نمونه پیرشده در دمای ℃480 مشاهده نمی شود. کاهش قابل توجه در پتانسیل حفره دارشدن نمونه ℃480 در حضور غلظت 0/2 مولار تیوسولفات رخ می دهد. در حضور تیوسولفات جریان بیشینه، شدت جریان، شعاع وحاصل ضرب پایداری حفرات ناپایدار افزایش می یابد. همچنین، حضور تیوسولفات منجر به افزایش فرکانس وقوع حفرات ناپایدار می گردد. مجموع پارامترهای بیان شده باعث می گردد که پتانسیل حفره دار شدن فولاد زنگ نزن رسوب سخت شونده 4-17 در حضور تیوسولفات به میزان قابل توجه کاهش می یابد.

در این پژوهش تأثیر دمای عملیات حرارتی آنیل انحلالی بر خوردگی حفره ای و وقوع حفرات ناپایدار فولاد زنگ نزن دوفازی 2205 در محلول 3/5 درصد وزنی سدیم کلرید بررسی شده و تاثیر احتمالی رسوبات بر خوردگی در نظر گرفته شده است. ابتدا نمونه ها در دماهای °c1050، °c1150و °c1250 آنیل انحلالی و سپس در آب کوئنچ شدند. ریزساختار به روش متالوگرافی و استفاده از میکروسکوپ نوری بررسی شد. مقاومت به خوردگی حفره ای فولاد در دماهای مختلف آنیل در محلول3/5درصد وزنی سدیم کلرید با انجام آزمون پتانسیودینامیک در دمای °c 65 و پتانسیلmv 80 و آزمون پتانسیواستاتیک در دما و پتانسیل قبل، و همچنین دمای °c 43 و پتانسیل mv 800 بررسی گردید. از روش های آماری برای نشان دادن تأثیر دمای آنیل بر پتانسیل حفره دار شدن فولاد استفاده شد. نقش دمای آنیل بر شروع خوردگی حفره ای با بهره گیری از روش های ارائه شده در پژوهش های دیگران، شامل شدت جریان، طول عمر، شعاع و حاصل ضرب پایداری حفرات ناپایدار به همراه نرخ جوانه زنی حفرات ناپایدار؛ مطالعه گردید. بررسی های متالوگرافی نشان داد که نمونه ها دارای ریزساختار متشکل از فاز فریت و آستنیت بوده و با افزایش دمای آنیل انحلالی میزان فاز فریت افزایش پیدا می کند و همچنین آنیل انحلالی در دمایc °1250 منجر به تشکیل رسوبات نامطلوب از نوع نیترید کروم می گردد. آزمون های الکتروشیمیایی پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محیط محلول 3/5 درصد وزنی سدیم کلرید کاهش پتانسیل حفره دار شدن با افزایش دمای آنیل را از°c1050 تا °c1250 حدود mv 57 نشان داد. آزمون پتانسیواستاتیک نیز نشان داد که شدت جریان، شعاع و حاصل ضرب پایداری به عنوان معیاری برای رشد پایدارحفرات ناپایدار با افزایش دمای آنیل تا°c1250 افزایش پیدا می کند. طبق نتایج ، فرکانس وقوع حفرات با افزایش دمای آنیل تا °c1250 افزایش کمی را نشان می دهد. برآیند این عوامل منجر شده است که پتانسیل حفره دار شدن فولاد زنگ نزن دوفازی 2205 در اثر افزایش دمای آنیل تا°c1250کاهش پیدا کند. رسوبات نیترید کروم تشکیل شده در نمونه آنیل دمای °c1250به عنوان مکان مستعد جوانه زنی حفره عمل نمی کنند . به نظر می رسد تاثیر این ذرات بیشتر در ضعیف کردن لایه پسیو به علت مصرف نیتروژن و کروم دو عنصر موثر در مقاومت به خوردگی لایه رویین می باشد.

در این مقاله آلیاژ بسیار پر کاربرد و مقاوم به خوردگی و سایش نیکل آلومنیوم برنز c95800 مورد مطالعه قرار گرفته است. این آلیاژ در صنایع دریایی و محیط های آبی گستره وسیعی از به کار گیری را داراست.هدف از انجام پژوهش مقایسه رفتار خوردگی نمونه های عملیات حرارتی شده این آلیاژ در محلول الکترولیت آب نمک 3.5 درصد که عمدتا به طور ساده شبیه سازی شده آب دریا می باشد، بوده که روند انجام آزمایش ،آزمون های خوردگی پتانسیل مدار باز(ocp) ، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (eis) و پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک (pdp) را در بر داشته است.داده های خام استخراجی از دستگاه ivium در نرم افزار eis analyzer تحلیل شده و با رسم مدار معادل آلیاژ در محیط الکترولیت آن مقادیر مقاومت محلول، مقاومت لایه دوتایی، مقاومت خازنی، جریان و پتانسیل خوردگی روی سطح فلز اندازه گیری شده اند.در امتداد مطالعه ی رفتار خوردگی آلیاژ با استفاده از آزمون های مذکور، عکس های متالوگرافی این آلیاژ نیز در هر مرحله مورد بررسی قرار گرفته شد که نتیجتا چگونگی تغییرات رفتار خوردگی را مطابق با ریز ساختار متالوگرافی توجیه می کرد.