Behaviour of creep-resistant steels in a transpassive zone

Open access

Chování žáropevných ocelí v transpasivní oblasti

V silně oxidačních podmínkách, které mohou nastat v prostředí přehřáté páry nebo vody nadkritických parametrů, hrozí vysoce legovaným žáropevným ocelím nebezpečí přechodu legujících prvků (především chromu, molybdenu a wolframu) do oxidických sloučenin v nejvyšších oxidačních stavech, které jsou plynné. K podobnému jevu, tj. ke ztrátě ochranných vlastností pasivní vrstvy přechodem klíčových prvků do sloučenin v nejvyšších oxidačních stavech, které jsou rozpustné, dochází i během transpasivního rozpouštění ve vodných elektrolytech. V rámci práce bylo studováno elektrochemické chování chromových žáropevných ocelí a jednotlivých čistých legujících prvků v oblasti transpasivity a sekundární pasivity. Z naměřených výsledků vyplývá, že transpasivní rozpouštění použitých ocelí je dáno primárně přechodem Cr(III) → Cr(VI). Navazující oblast sekundární pasivity je vyvolána obohacením povrchové oxidické vrstvy o železo. Oblast přechodu transpasivity/sekundární pasivity je citlivá na výskyt fází vznikajících při tepelném zpracování nebo provozní expozici ve struktuře žáropevných ocelí. Na polarizačních křivkách se jejich přítomnost projeví výskytem výrazných lokálních maxim, která jsou pravděpodobně spojena s přednostním rozpouštěním fází obohacených o legující prvky. Chemická analýza ukázala, že během dlouhodobého ohřevu (650 °C / 20 000 h) se tyto fáze obohacují především o wolfram a molybden.

If the inline PDF is not rendering correctly, you can download the PDF file here.

  • Vodárek V. Fyzikální metalurgie modifikovaných ocelí (9-12)% Cr ocelí. Vysoká škola báňská - technická univerzita Ostrava 2003.

  • Svobodová M. et al. Rozdíly v chování ocelí P91 a P92 během dlouhodobé teplotní expozice. In KOTLE A ENERGETICKÁ ZAŘÍZENÍ 2010 Brno Czech republic; 2010.

  • Jonšta Z.; et al. Žárupevné oceli a slitiny; Vydavatelstvo ZUSI: Žilina 2002.

  • Bojinov M.; Fabricius G.; Laitinen T.; Saario T. Transpassivity mechanism of iron-chromium-molybdenum alloys studied by AC impedance DC resistance and RRDE measurements. Electrochimica Acta 199944 (24) 4331-4343.

  • Bojinov M.; Betova I.; Raicheff R. Transpassivity of molybdenum in H2SO4 solution. Journal of Electroanalytical Chemistry 1995381 (1-2) 123-131.

  • Armstrong R. D.; Bell M. F.; Metcalfe A. A. The anodic dissolution of molybdenum in alkaline solutions - electrochemical measurements. Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry 197784 (1) 61-72.

  • Betova I.; Bojinov M.; Laitinen T.; Mäkelä K.; Pohjanne P.; Saario T. The transpassive dissolution mechanism of highly alloyed stainless steels: II. Effect of pH and solution anion on the kinetics. Corrosion Science 200244 (12) 2699-2723.

  • Hull M. N. On the anodic dissolution of molybdenum in acidic and alkaline electrolytes. Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry 197238 (1) 143-157.

  • Johnson J. W.; Wu C. L. The Anodic Dissolution of Tungsten. Journal of The Electrochemical Society 1971118 (12) 1909-1912.

  • Beck F.; Kaus R.; Oberst M. Transpassive dissolution of iron to ferrate(VI) in concentrated alkali hydroxide solutions. Electrochimica Acta 198530 (2) 173-183.

  • Fattah-alhosseini A.; Saatchi A.; Golozar M. A.; Raeissi K. The transpassive dissolution mechanism of 316L stainless steel. Electrochimica Acta 200954 (13) 3645-3650.

  • Song G. Transpassivation of Fe-Cr-Ni stainless steels. Corrosion Science 200547 (8) 1953-1987.

  • Betova I.; Bojinov M.; Laitinen T.; Mäkelä K.; Pohjanne P.; Saario T. The transpassive dissolution mechanism of highly alloyed stainless steels: I. Experimental results and modelling procedure. Corrosion Science 200244 (12) 2675-2697.

  • Bojinov M.; Betova I.; Fabricius G.; Laitinen T.; d R. R.; Saario T. The stability of the passive state of iron-chromium alloys in sulphuric acid solution. Corrosion Science 199941 (8) 1557-1584.

  • Cubicciotti D. Potential-pH diagrams for alloy-water systems under LWR conditions. Journal of Nuclear Materials 1993 201 176-183

  • Maile K. Evaluation of microstructural parameters in 9-12% Cr-steels. International Journal of Pressure Vessels and Piping 200784 (1-2) 62-68.

  • Rapouch J.; et al. Detekce strukturních změn ve vysoce legovaných žáropevných ocelích. Koroze a ochrana materiálů 201054 (4) 160-165.

  • Rapouch J.; Bystrianský J.; Svobodová M. Detection of structural changes in chromium martensitic steels using electrochemical methods. In Metal 2011 Brno Czech republic; 2011.

Search
Journal information
Impact Factor
CiteScore 2018: 0.25

SCImago Journal Rank (SJR) 2018: 0.164
Source Normalized Impact per Paper (SNIP) 2018: 0.286

Metrics
All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 113 58 2
PDF Downloads 43 31 0