ارائه ی روش های جدید اندازه گیری درجه ی حساسیت فولاد های زنگ نزن

در این پژوهش، روش های جدیدی برای اندازه گیری درجه حساسیت (dos) ارائه شدند. به منظور ارائه ی روش های جدید، سه نوع فولاد شامل فولاد آستنیتی 304، دوفازی 2205 و سوپر آستنیتی ni33 – cr28 که در زمان های مختلف 10، 60 و 300 دقیقه در دمای °c650 حساس شده اند در کنار نمونه ی حساس نشده از هرکدام انتخاب شدند. ریزساختار تمامی نمونه ها بوسیله ی روش حکاکی الکتریکی اسید اگزالیک و استفاده از میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. همچنین درجه ی حساسیت آن ها در محلول استاندارد شامل مقادیر m h2so4 5/0 و m kscn 01/0 اندازه گیری شد. همچنین درجه ی حساسیت نمونه های فولادی 2205 و سوپر آستنیتی در محلول m h2so4 0/2، m kscn 01/0 و m nacl 5/0 اندازه گیری شدند. نتایج بدست آمده نشان دادند که محلول استاندارد درجه ی حساسیت فولاد 304 را به خوبی اندازه گیری می کند اما توانایی اندازه گیری درجه ی حساسیت دو فولاد دیگر را ندارد. با این وجود محلول دوم استفاده شده درجه ی حساسیت این دو فولاد را می تواند اندازه گیری کند. سه مرحله ی مختلف برای ارائه ی روش اندازه گیری dos در نظر گرفته شد. 1. بهینه کردن روش استاندارد با استفاده از روش آماری تاگوچی – در این بخش، هدف افزایش قدرت تفکیک روش استاندارد با تغییر شرایط اندازه گیری dos بود. بر این اساس 5 فاکتور متفاوت که می توانند بر اندازه گیری dos موثر باشند شامل غلظت اسید، غلظت پسیو زدا، دما، نرخ روبش پتانسیل و پتانسیل برگشت تعیین شدند و از هرکدام از این فاکتورها 4 سطح مختلف تعریف شد و از جدول تاگوچی l’16 استفاده گشت. تمامی آزمون های تاگوچی بر روی نمونه ی 60 دقیقه حساس شده ی فولاد 304 به عنوان یک نمونه ی استاندارد انجام و در نهایت سطوح بهینه تعیین شدند. پس از تعیین سطوح بهینه شرایط جدید به صورت m h2so4 0/1، m kscn 2/0 در °c 40 با نرخ روبش پتانسیل mv/min 30 و برگشت از پتانسیل mv vs. sce 200 بر روی تمامی نمونه ها اعمال شده و نتایج با نتایج محلول استاندارد مورد مقایسه قرار گرفت. در این بخش اثر هرکدام از پارامتر های تاثیر گذار بر اندازه گیری dos تعیین شد که نشان داد مهمترین فاکتور تاثیر گذار بر اندازه گیری درجه ی حساسیت غلظت اسید است. پس از آن نرخ روبش پتانسیل و غلظت پسیو زدا مهمترین عوامل بودند. اما دما و پتانسیل برگشت تاثیر چندانی بر اندازه گیری درجه ی حساسیت نداشتند. شرایط جدید در تمامی نمونه های فولاد 304 دارای قدرت تفکیک بالاتری نسبت به شرایط استاندارد بود اما همچنان قدرت اندازه گیری درجه ی حساسیت فولاد 2205 و سوپر آستنیتی را نداشت. 2. ارائه ی محلول جدید برای اندازه گیری dos بر اساس آزمون dl-epr- برای این کار اسید و پسیو زدای محلول استاندارد تغییر کرده و از hcl به عنوان پایه ی اسیدی و از نمک na2s2o3 به عنوان پسیو زدا استفاده شد. با تغییر غلظت اسید و پسیو زدای مورد استفاده، ترکیب محلولی که بیشترین قدرت تفکیک را داشته باشد به عنوان محلول بهینه برای هر آلیاژ انتخاب شد. این محلول جدید برای فولاد 304 به صورت m na2s2o3 002/0 + m hcl 1/0 و برای فولاد زنگ نزن دوفازی 2205، m na2s2o3 002/0 + m hcl 3/0 و برای فولاد زنگ نزن سوپر آستنیتی با ترکیب m na2s2o3 001/0 + m hcl 4/0 ارائه شد. نتایج نشان دادند که علیرغم وجود یون های کلر، خوردگی حفره ای در نمونه ها وجود ندارد. ضمن اینکه محلول جدید برای فولاد 304 نسبت به محلول استاندارد و برای دو فولاد 2205 و سوپر آستنیتی نسبت به محلول m h2so4 0/2، m kscn 01/0 و m nacl 5/0 قدرت تفکیک بالاتری دارد. همچنین در این بخش، مکانیزم اندازه گیری درجه ی حساسیت به طور کامل بحث شد. 3. ارائه ی روش جدید برای اندازه گیری dos- در این بخش بر اساس پایه های علمی جدیدی که در نظر گرفته شد، روشی جدید برای اندازه گیری درجه ی حساسیت ارائه گشت. بر اساس این روش جدید، با تغییر محیط آزمایش و افزودن عاملی اکسیدان به آن، موقعیتی فراهم می شود که قسمت های حساس شده ی فولاد در شرایط فعال و قسمت های حساس نشده در شرایط رویین قرار می گیرند. این محیط جدید، محلول 5/6% اسید نیتریک بود. فولاد 304 در شرایط مختلف حساس شده برای بررسی این روش جدید استفاده شد. آزمون های طیف نگار امپدانس الکتروشیمیایی (eis) و پلاریزاسیون پتانسیو داینامیک برای بررسی کاربرد این روش استفاده شدند. نتایج آزمون eis نشان داد که با افزایش زمان حساس شدن، مقدار مقاومت عبور بار در این شرایط جدید به شدت کاهش پیدا می کند. این پارامتر را می توان به عنوان معیاری از درجه ی حساسیت به کار برد. همچنین نتایج آزمون پتانسیو داینامیک نشان دادند که به جز نمونه ی حساس نشده که در شرایط رویین است، دیگر نمونه ها در موقعیت فعال قرار دارند. بنابراین می توان معیار حساس شدن را مقدار بار در محدوده ی پتانسیل خوردگی تا mv vs. sce 500 در نظر گرفت.