Stal duplex 1.4410 i mikroogniwa korozyjne
Bardzo proszę o pomoc w następującej sprawie: czy stal duplex 1.4410 jest podatna na korozję elektrochemiczną na skutek powstawania ogniw korozyjnych w elektrolicie ( np. rozcieńczony HCl) w skutek tego, że posiada strukturę dwufazową, i czy w ogóle taka struktura powoduje powstanie ogniw korozji? Bo w przypadku stali jednofazowych np. austenitycznych taki problem nie występuje, ale jak to wygląda w przypadku stali duplex?
Struktura dwufazowa stali typu duplex, w tym 1.4410, w trakcie aktywnych procesów elektrochemicznych nie będzie rozpuszczać się równomiernie jak w przypadku stali jednofazowych lecz preferencyjnie rozpuszczana będzie faza o anodowych charakterze, w tym przypadku ferryt, natomiast austenit będzie rozpuszczał się wolniej. Powstawanie ogniw korozyjnych na styku obu faz (austenitu i ferrytu) będzie powodować selektywne rozpuszczanie fazy o niższej skłonności do pasywacji w warunkach oddziaływania środowiska korozyjnego. Generalnie zjawisko to nie jest problemem, lecz wrodzoną skłonnością do powstawania ogniw korozyjnych w strukturze dwufazowej, gdy występujące fazy wykazują różnicę w stężeniu pierwiastków stopowych i tym samym w różny sposób opierają się aktywnym procesom elektrochemicznym. Większa różnica w składzie chemicznym faz strukturalnych zwiększa oddziaływanie ogniw korozyjnych w trakcie korozji elektrochemicznej i tym samym wyraźniej rozpuszczana jest faza o bardzie anodowym charakterze.
Panie Zbigniewie dziękuję za odpowiedź ale nurtuje mnie jeszcze jedna kwestia a mianowicie:
ferryt stopowy w stali duplex rozpuszcza się szybciej w elektrolitach niż austenit- zgoda, ale czy rozpuszczanie ferrytu w strukturze dwufazowej nie jest przyspieszane na skutek tworzenia się ogniw z ziarnami austenitu – w porównaniu do szybkości rozpuszczania się w tym samym środowisku samego ferrytu jako struktury jednofazowej bez oddziaływania ogniw? Czy w obu przypadkach ta rozpuszczalność ferrytu będzie o tej samej szybkości? Chodzi mi o wpływ ogniwa na rozpuszczalność.
A jeśli następuje przyspieszenie rozpuszczalności ferrytu stopowego na skutek ogniw z austenitem w stali duplex (1.4410) w środowisku np. podgrzanej wody morskiej lub innego elektrolitu, bardziej niż gdyby to miało miejsce w przypadku struktury jednofazowej np. ferrytycznej (nie mówiąc o austenitycznej- która wykazuje jeszcze większą odporność na rozpuszczanie) to dlaczego stal duplex 1.4410 jest uznawana za bardziej odporną np. w środowisku podgrzanej wody morskiej od stali jednofazowych (nawet austenitycznych) jak np. 316 lub nawet 904l - czego można się doszukać w różnych opracowaniach, z czego to wynika??
Tak rozpuszczanie ferrytu będzie przyspieszane na skutek powstawania mikro ogniw korozyjnych między austenitem i ferrytem. Jest to charakterystyczny mechanizm korozyjny jaki może wystąpić w stali dwufazowej typu duplex.
Odporność na korozję wżerową można określić na podstawie składu chemicznego stali za pomocą wskaźnika PREN= %Cr+3,3 x %Mo + 16 x %N. Im wyższy ten wskaźnik tym wyższa odporność korozyjna np. w wodzie zawierającej chlorki. Dla stali duplex 1.4410 PREN > 40, dla stali austenitycznej 316/316L (1.4401/1.4401) PREN=23-28, a dla AISI 904L (1.4539) PREN=32-40. Odporność korozyjna w środowisku chlorków zgodnie ze wskaźnikiem PREN rośnie wraz ze stężeniem chromu i molibdenu. W klasycznych stalach duplex dodatek chromu wynosi zawsze powyżej 22%, w gatunku 1.4410 (super-duplex) jest to ok. 24-26 % i 3-4% Mo natomiast w stali 316L 18 %Cr, 10% Ni i 2,5% Mo. Z powyższych względów odporność stali duplex 1.4410 jest wyższa niż stali austenitycznej 316L lub nawet 904L.
Należy przy tym pamiętać o sprawdzeniu odporności korozyjnej omawianych gatunków w danym środowisku pracy uwzględniając stężenie występujących substancji oraz temperaturę środowiska.