Search

This paper investigates the corrosion of shot peened AA7075 aluminium alloys aged at different temperatures. The surface integrity of the hardened layer was evaluated with SEM, EDS, differential scanning calorimetry, hardness, and roughness measurements, and in the end also with corrosion resistance tests. The research results indicated that there were significant differences in precipitates distribution between aluminium alloys artificially aged at different temperatures. As the ageing temperature increases, the microhardness decreases, which influences the final roughness condition of the surface layer after shot peening. The results of potentiodynamic polarisation tests indicate that shot peening enables shifting the pitting potential to positive values, which ensures slightly higher corrosion resistance. SEM images confirmed the dissolution of the aluminium matrix near the separated iron-rich phases of the Alx form (Fe, Mn) by the action of galvanic cells.

Tema ovog rada je određivanje kritične temperature kod koje dolazi do pojave jamičaste korozije kod zavarenih dupleks čelika. Rad se dijeli na dva dijela. U prvom dijelu obrađen je teoretski dio, a drugi dio rada odnosi se na praktični dio. U prvom, teoretskom dijelu rada obrađeni su nehrđajući čelici te podjela istih. Naglasak je stavljen na dupleks čelike. Opisan je njihov kemijski sastav i mehanička obrada. Dio rada posvećen je i korozijskoj postojanosti nehrđajućih, odnosno dupleks čelika. Posebno je obrađena jamičasta korozija te uvjeti njenog nastajanja kao i mjere zaštite od nastajanja iste. Opisano je i zavarivanje dupleks čelika te koji problemi mogu nastati nakon ovog postupka. U eksperimentalnom dijelu rada opisan je proces zavarivanja uzoraka kao i mehanička obrada istih nakon zavarivanja. Analizirana je mikrostruktura uzoraka te austenitno-feritni omjeri. Provedena su i ispitivanja otpornosti na jamičastu koroziju te analiza rezultata. The theme of this paper is determination of the chritical temperature at which pitting corrosion appears in welded duplex steels. The paper consists from two parts. The first part of the paper is theoretical, while the second one refers to the experimental. The first, theoretical part, describes stainless steel sand their classification. Sp ecial emphasis is on duplex steel. Their chemical composition and their mechanical processing are described. Part of the paper is also dedicated to the corrosion resistance of duplex steels. Pitting corrosion and the conditions of its occurrence as well as measures for protection against it have been specially treated. Also, duplex steel welding and problems that may occur after this procedure are described. The experimental part of the paper describes welding process of the samples as well as the their mechanical processing after welding. The microstructure of the samples and austeniticferritic ratios were analyzed. Pitting corrosion resistance tests and analysis of results were also performed.

Microstructural and corrosion characteristic of laser-alloyed TiB2/TiC/Al composite coatings on 6082-T651 aluminium substrate were investigated. Density functional theory was used to study the chemical bonding of TiC and TiB2. The results confirmed a compact TiB2/TiC/Al-coating with low porosity, without any cracks and with good long-term stability against corrosion. Moreover, EIS and CP results confirmed enhanced corrosion resistance of laser-alloyed TiB2/TiC/Al coatings, with lower coating capacitance, increased polarization resistance and reduced corrosion current density compared to the Al 6082 substrate. Although, all the laser-alloyed coatings experienced pitting attack, the intensity of pitting attack was substantially reduced compared to the substrate material.

U ovom radu dan je teorijski pregled najnovijih istraživanja jamičaste korozije nehrđajućeg čelika u agresivnim atmosferama. Jamičasta korozija je znatan problem industrijskog i infrastrukturnog inženjerstva te je vrlo bitno razumjeti mehanizme korozije i načine na koje se ona može ublažiti. Također, vrlo je bitno znati procijeniti koju vrstu nehrđajućeg čelika odabrati u kojim uvjetima. U radu su pregledana tri novija znanstvena rada na temu ispitivanja jamičaste korozije. U njima je opisano korozijsko ponašanje u obalnim i morskim uvjetima te u zatvorenom bazenu. Opisano je nekoliko vrsta nehrđajućeg čelika te korozijsko ponašanje proizvoda napravljenih od njih. Prikazani slučajevi obuhvaćaju koroziju u različitim atmosferama te atmosferskim uvjetima, s razlikama u temperaturi, vlazi, koncentraciji određenih kemijskih tvari u zraku te ostalim parametrima koji utječu na korozijsko ponašanje. Kao glavni uzročnici jamičaste korozije u svom su proučenim radovima identificirani kloridi, a posebice su korozivne situacije u kojima dolazi do cikličkog vlaženja i sušenja površine, pri čemu dolazi do koncentriranja klorida na nehrđajućem čeliku.

This work investigates the evolution from superhydrophilic to superhydrophobic surface state on corrosion behaviour of SS316L produced by Nd:YAG nanosecond direct laser texturing (DLT). Results confirm perfect correlation among wettability and corrosion, hence superhydrophobic surface with a contact angle of 168 ± 3.0° reflects in enhanced passivity, lower anodic dissolution and corrosion current reduction. Characterization of the corrosion attack by 3D microscopy reveals high sensitivity of superhydrophilic surfaces on corrosion propagation direction in regard to the laser beam passage (90°/0°). However, this trend completely diminishes with superhydrophobic development. Further, DLT also completely prohibits intergranular corrosion detected with the non-processed sample.

Cilj ovog rada je bio ispitati korozijsku stabilnost nehrđajućeg čelika AISI 316L na jamičastu koroziju u otopini koja sadrži vrlo agresivne flouridne ione. Ispitivanja su provedena u umjetnoj slini uz različite koncentracije flouridnih iona (γ(NaF)=0,01 g dm^-3, 0,1 g dm^-3 i 1 g dm^-3) i dvije različite vrijednosti pH (pH= 4 i 6,5). Tehnike koje su korištene za praćenje korozijskog ponašanja nehrđajućeg čelika su ciklička polarizacija i elektrokemijska impedancijska spektroskopija. Iz dobivenih rezultata vidljivo je da nehrđajući čelik AISI 316L pokazuje sklonost prema nastanku jamičaste korozije u umjetnoj slini sa ali i bez dodatka flouridnih iona zbog prisutnosti kloridnih iona u tim otopinama. U otopinama sa nižom pH vrijednošću sklonost prema nastanku jamičaste korozije još je veća i ne dolazi do repasivacije površine nehrđajućeg čelika. The goal of this work was to test corrosion stability of stainles steel AISI 316L towards pitting corrosion in a solution which contains highly agressive flouride ions. Tests were conducted in artifical saliva with different concentrations of flouride ions (γ(NaF)=0,01 g dm^-3, 0,1 g dm^-3 and 1 g dm^-3) and two different pH values (pH= 4 i 6,5). Techniques that were used to monitor corrosion behaviour of stainless steel were cyclic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. From the obtained results it is clear that stainless steel AISI 316L demonstrates a tendency toward pitting corrosion in artifical saliva with but also without the addition of flouride ions because of the presence of chloride ions in these solutions. In solutions with lower pH values tendency toward pitting corrosion is even bigger and repassivation of the surface of the stainless steel does not occur.

This work reports for the first time the effect of femtosecond laser shock peening (fLSP) without a sacrificial overlay under atmospheric conditions (no confinement) on the corrosion behaviour of AA2024-T3. After fLSP and additional exposure to air a superhydrophobic state (θ=160 ± 4°) is achieved. Moreover, fLSPed corrosion-resistant surface contributes to increased polarization resistance, reduced corrosion current and lower anodic dissolution, with long-term stability in aggressive chloride solution. Furthermore, SEM/EDS characterisation reveals reduction in pitting and complete eradication of intergranular corrosion (IGC) attack due to reduced metal/electrolyte contact area and homogeneous, refined microstructure which prevents chain-link IGC propagation.

Cilj ovoga rada bio je ispitati korozijsku postojanost zubnih implantata, od nehrđajućeg čelika i legure titana, na opću i jamičastu koroziju. Ispitivanja su provedena u umjetnoj slini i u umjetnoj slini i antiseptiku Curaseptu u omjeru 1:1. Da bi što bolje simulirali uvjete usne šupljine mjerenja su provedena na temperaturi od 37 °C ± 2 °C, pH=5,1. Tehnika koja je korištena za praćenje korozijskog ponašanja implantata u pojedinom mediju je ciklička polarizacija. Iz dobivenih rezultata vidljivo je da čelični implantati imaju manju otpornost prema općoj i lokaliziranoj koroziji nego titanski implantati. Dodatkom antiseptika Curasepta dolazi do povećanja brzine opće korozije kod oba implantata dok se sklonost lokaliziranoj koroziji nije povećala. The goal of this work was to test the resistance to general and pitting corrosion of dental implants made form stainless steel and titanium alloy. Tests were conducted in artificial saliva and in artificial saliva with Curasept antiseptic in ratio 1:1. To simulate oral cavity conditions as close as possible, measuring was conducted at temperature 37 °C ± 2 °C, with pH=5.1. Technique used to monitor the corrosion behaviour of the sample in the medium was cyclic polarization. From the obtained results it is clear that steel implants have lower resistance towards general and localized corrosion than titanium implants. After adding Curasept antiseptic, the rate of general corrosion increases on both implants, while susceptibility to localized corrosion has not increased.

PVD hard coatings are continuously gaining their importance in different fields of applications. In industrial use, they are often exposed to corrosive environments. Hard coatings possess inherently good corrosion resistance, but the substrate-hard coating systems may suffer from a severe corrosion attack due to the defects (craters, pin holes) in the coatings. On the sites, where defects extend through the coating, pitting corrosion can take place. These sites are drawbacks in the applications of hard coating. A PVD TiAlN hard coating was prepared on cold-work, tool-steel (AISI D2) substrates by sputtering using unbalanced magnetron sources. The growth defects incorporated into the coating were studied after the deposition and corrosion experiments. We used two methods: (1) scanning electron microscopy (SEM) for general overview of the coating topography and 2D-characterization of defects, and (2) scanning electron microscopy with a focused ion beam (SEM-FIB) for making serial cross-sections through the selected defects in order to provide images for a 3D-reconstruction of defects. In this work we tried to investigate the formation of a defect at a specific location and findout whether the selected defect causes pitting corrosion. PVD trde prevleke pridobivajo pomen na različnih področjih uporabe. Pri različnih aplikacijah so pogosto izpostavljene korozijskemu okolju. Trde prevleke so kemijsko inertne in same po sebi korozijsko obstojne. Med njihovo pripravo pa nastane v njih veliko defektov (kraterji, "pinholi"). Nekateri od njih segajo do podlage. Na teh mestih pride do jamičaste korozije, kar pa je z vidika uporabe neželeno. TiAlN-prevleko smo nanesli na podlago orodnega jekla D2 po postopku naprševanja z neuravnoteženim magnetronskim izvirom. Defekte, ki so nastali med pripravo plasti, smo preučili po korozijskem preizkusu. Za analizo smo uporabili dve metodi. Vrstični elektronski mikroskop(SEM), s katerim smo pridobili splošni pregled prevleke, kot tudi 2D-karakterizacijo defektov. Kot drugo metodo smo uporabili fokusiran ionski curek, ki je integriran v klasični SEM, s katerim smo izvedli serijo rezov izbranih defektov za njihovo 3D-karakterizacijo. V delu smo poskušali na specifičnih mestih ugotoviti mehanizem nastanka defektov in ugotovljali, ali povzročajo jamičasto korozijo.

Trde zaščitne prevleke, izdelane po postopku fizikalnega nanašanja iz parne faze (PVD – angl. physical vapor deposition), so se izkazale za enega izmed najučinkovitejših načinov povečanja produktivnosti odrezovalnih postopkov, vendar njihov potencial še ni popolnoma izkoriščen. Med nanašanjem v njih nastajajo defekti, ki poslabšajo oprijemljivost prevlek na podlago, zmanjšujejo korozijsko obstojnost itd. Kakovost trdih prevlek izboljšamo, če zmanjšamo koncentracijo defektov. To lahko naredimo le, če poznamo mehanizme njihovega nastanka. V disertaciji so opisani mehanizmi nastanka defektov v posameznih stopnjah priprave prevlek in njihov vpliv na fizikalno-kemijske lastnosti sistema prevleka/podlaga. Defekti so bili analizirani v nanoplastni prevleki TiAlN/CrN, ki je bila nanesena na štiri vrste jeklenih podlag (ASP30, M2, D2 in 316L) v naprševalniku s štirimi neuravnoteženimi magnetronskimi izviri. Za preučevanje izvorov, mehanizma nastanka in vpliva defektov PVD-prevlek na fizikalno-kemijske lastnosti sistema prevleka/podlaga so bile uporabljene naslednje tehnike: optični mikroskop (OM), mikroskop na atomsko silo (AFM), vrstični elektronski mikroskop (SEM), fokusiran ionski curek (FIB), presevni elektronski mikroskop (TEM), energijsko-disperzijska spektroskopija (EDS), tribometer, 3D-profilometer in 3D-rekonstrucija iz SEM-posnetkov. Ugotovljeno je bilo, da defekti v prevleki nastanejo predvsem zaradi geometrijskega senčenja, ki ga povzročajo topografske nepravilnosti na površini podlag, delci, ki so po čiščenju ostali na površini, ter delci, ki prispejo na površino podlag med pripravo prevlek (segrevanje, ionsko jedkanje, naprševanje). Kali defektov predstavljajo tudi sulfidni in oksidni nekovinski vključki. Na mestih sulfidnih vključkov v prevleki nastajajo kraterji in pore ne glede na vrsto jeklenih podlag in način jedkanja. Na intenzivno jedkanih oksidnih vključkih v prevleki nastanejo pore, medtem ko na blago jedkanih oksidnih vključkih prevleka raste nemoteno. Najpogostejše topografske nepravilnosti na površini trdih prevlek so nodularni defekti. Ti imajo tudi največji vpliv na povečanje površinske hrapavosti prevleke. Ugotovljeno je bilo tudi, da med tribološkim testom (angl. pin-on-disk) nastanejo prve poškodbe prevleke na mestih nodularnih defektov. Ti defekti so v začetni fazi tribološkega testa glavni vir abrazivnih delcev, ki povzročijo začetek obrabe prevleke. Izkazalo se je, da korozijsko obstojnost sistema prevleka/podlaga poslabšajo le tisti defekti, ki omogočajo elektrolitu prosto pot do podlage. Hard protective coatings prepared by physical vapor deposition (PVD) are one of the most effective ways to increase the machining productivity, but their potential has still not been fully exploited. Growth defects which form in the coating during the deposition process deteriorate the adhesion of coatings to the substrate, reduce the corrosion resistance, etc. Hard coating quality can be improved if growth defects density is reduced. This can be performed by understanding the mechanisms of their origin. In this work, the formation mechanisms of growth defects in each step of coating preparation is described, and their influence on physicochemical properties of the coating/substrate system is evaluated. Growth defects were analysed in TiAlN/CrN nanolayered coating, deposited on four steel types (ASP 30, M2, D2 and 316L) using sputtering system with four unbalanced magnetron sources. To study the origins, the growth mechanisms and the influence of defects on the physicochemical properties of the coating/substrate system, the following analytical techniques were used: optical microscope (OM), atomic force microscope (AFM), scanning electron microscope (SEM), focused ion beam (FIB), transmission electron microscope (TEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), tribometer, 3D profilometer and 3D reconstruction of SEM images. It was found that the growth defects in the coating occur due to geometric shadowing caused by the following seeds: topographic irregularities on the substrate surface, particles which remained on the surface after cleaning, and particles deposited on the surface of substrates during heating, ion etching and sputtering. Sulphite and oxide non-metallic inclusions present in steel are also seeds for growth defects formation. On sulphide inclusion sites in the coating, craters and pores are formed irrespective of the type of steel substrate and plasma etching technique. On intensively etched oxide inclusions, pores form in the coating, while on mild etched oxide inclusions the coating growth is undisturbed. The most common topographic irregularities on the surface of hard coatings are nodular defects. They have the highest influence on the coating surface roughness. It was also found that during the tribological test (pin-on-disk) the first damage of the coating appears on nodular defects. In initial phase of the tribological test these growth defects are the main source of abrasive particles, which causes the beginning of coating wear. It has been shown that the corrosion resistance of the coating/substrate system deteriorates only those growth defects which allow solution to penetrate to the substrate surface.

Ispitivanje otpornosti nehrđajućih čelika u morskoj vodi veoma je značajno zbog velike primjene nehrđajućih čelika u izradi pomorske opreme, plovila i armature palube te kondenzatora s hlađenjem morskom vodom u elektranama. Dokazano je da korozijska otpornost najviše ovisi o kemijskom sastavu nehrđajućih čelika i stupnju agresivnosti okoliša kojem su izloženi. Više legirani nehrđajući čelici pokazuju veću otpornost na jamičastu koroziju u morskoj vodi. Propadanje konstrukcijskih materijala uslijed korozije može se usporiti ili spriječiti postupcima zaštite materijala od kojih je jedna metoda primjena inhibitora korozije, ali se takav oblik zaštite treba oprezno provoditi jer mala koncentracija inhibitora može pogodovati procesu korozije. U ovom radu prikazani su rezultati ispitivanja otpornosti sedam vrsta nehrđajućih čelika (TOP12, 304L, 204-Cu, 316L, 1.4362, 2101 i 2205) na jamičastu koroziju u prirodnoj morskoj vodi. Ispitan je i utjecaj sulfata na podložnost navedenih čelika jamičastoj koroziji u morskoj vodi sa i bez dodatka sulfata. Sva mjerenja su provedena metodom potenciodinamičke cikličke polarizacije. Iz mjerenja su određeni odgovarajući kritični potencijali koji služe kao temeljni elektrokemijski kriterij za procjenjivanje otpornosti metala na jamičastu koroziju. Na osnovi dobivenih rezultata dana je usporedba korozijskog ponašanja ispitivanih vrsta čelika u morskoj vodi te nakon 24 h izlaganja morskoj vodi i morskoj vodi u koju je dodan FeSO4.

Jamičasta korozija armaturnog čelika u betonu, uzrokovana agresivnim djelovanjem kloridnih iona, može uzrokovati slabljenje konstrukcije uslijed stanjivanja stjenke metala lokaliziranim gubitkom pasiviteta. Jedna od metoda prevencije ili usporavanja procesa uzrokovanih agresivnim kloridnim ionima je primjena inihibitora korozije. Istraživanja komercijalnih inhibitora uglavnom su usmjerena na utvrđivanje same efikasnosti pojedinog proizvoda dok su mehanizmi djelovanja pojedinih komponenata nedovoljno istraženi. U ovom radu istraživano je djelovanje osam aminokiselina i četiri karboksilne kiseline, kao potencijalnih inhibitora jamičaste korozije čelika u zasićenom Ca(OH)2. Mehanizmi djelovanja ispitivanih spojeva istraživani su kroz promjenu zaštitnih i poluvodičkih svojstava pasivnog filma kao osnovne parametre otpornosti na jamičastu koroziju. Linearnom polarizacijom pokazano je da istraživani karboksilat spojevi odgađaju pojavu jamičaste korozije kompetitivnom adsorpcijom kroz formiranje površinskih kompleksa čime je adsorpcija agresivnih kloridnih iona moguća samo na energijski manje povoljnim mjestima na površini pasivnog filma. Također je pokazano da ispitivani spojevi modificiraju energiju aktivacije katodnog procesa parcijalne redukcije Fe(III) u Fe(II) ione na površini oksidnog filma stabilizacijom željeza u Fe(III) stanju. Djelovanje pet spojeva (askorbinske, tartarne, sorbinske kiseline, cistina i tirozina) detaljno je istraženo kroz koncentracijsku ovisnost svojstava pasivnog filma i procesa inicijacije jamičaste korozije te utjecaj optimalne koncentracije na poluvodička svojstva pasivnog filma. Anodnom polarizacijom i elektrokemijskom impedancijskom spektroskopijom pokazano je da se s porastom koncentracije ispitivanih spojeva zaštitna svojstva pasivnog filma poboljšavaju do optimalne koncentracije nakon čega daljnjim porastom koncentracije dolazi do pogoršavanja zaštitnih svojstava. ATR FTIR spektroskopijom potvrđena je prisutnost adsorbiranih molekula ispitivanih spojeva na površini pasivnog filma dok je pri višim koncentracijama pretpostavljeno nastajanje polinuklearnih topivih kompleksa čime je ubrzano otapanje Fe iona sa površine pasivnog filma. Mott Scottky analiza anodno formiranih pasivnih filmova nastalih u prisutnosti optimalne koncentracije ispitivanih spojeva pokazala je smanjenje koncentracije donora u prisutnosti askorbata i tartarata te povećanje u prisutnosti cistina, tirozina i sorbata u pasivnom filmu kao poluvodiču n – tipa. Adsorpcijom molekula karboksilat aniona na površinu pasivnog filma značajno je smanjen efekt povećanja koncentracije donora koji nastaje kao posljedica adsorpcije kloridnih iona. Budući da je karboksilat anion jača baza od kloridnih iona njegovim vezanjem sa površinskim Fe ionima onemogućena je adsorpcija Cl- iona. Molekulskim modeliranjem aniona i radikala molekula dobiveni su reakcijski centri sa najvećom gustoćom vjerojatnosti nalaženja elektrona najviše okupirane molekulske orbitale te je dobiveno da se većina molekula adsorbira preko kisikovih atoma karboksilatne skupine. Preko Pearsonovog HSAB principa koji se temelji na elektronskom doprinosu kao osnovnoj varijabli inhibitorske aktivnosti određene su apsolutne elektronegativnosti i tvrdoće molekula te su korelirane sa inhibitorskom efikasnošću. Pokazano je da sposobnost donacije elektrona molekulsko svojstvo koje značajno kontrolira inhibitorsko djelovanje dobivenom korelacijom između elektronegativnosti i efikasnosti inhibicije.

The subject of investigation was the passivation of AISI 316L austenitic stainless steel. The effectiveness of various passivation media was tested by means of the potentiodynamic polarization technique. Potentiodynamic polarization was carried out in demineralized water before and after passivation treatment. Comparative analysis of the potentiodynamic curves for different passivation media showed that the best protection of the steel surface was provided by a HNO3 solution, φ= 6.0 %, containing CuSO4 · 5H2O, w = 2.0 %. The satisfactory protective properties were found to agree with the high value of the pitting potential., Predmet istraživanja rada bila je pasivizacija austenitnog nehrđajućeg čelika AISI 316L. Djelotvornost različitih sredstava za pasivizaciju ispitivana je potenciodinamičkom polarizacijom. Potenciodinamička polarizacija provedena je u demineraliziranoj vodi prije i nakon pasivizacije. Uočeno je da demineralizirana voda pri 80 °C prouzroči oštećenje površine čelika. Vodena otopina limunske kiseline, w(limunske kiseline) = 5 %, i amonijaka, w(amonijaka) = 25 %, ne djeluje povoljno kao sredstvo za pasivizaciju. Dobivene vrijednosti potencijala početka jamičaste korozije upućuju na to da otopina koja sadrži CuSO4 • 5H2O kao inhibitor korozije ima znatno veću sposobnost pasivizacije nego otopina koja sadrži K2Cr2O7. Usporedna analiza potenciodinamičkih krivulja snimljenih u različitim sredstvima za pasivizaciju pokazala je da se najbolja zaštita površine čelika postiže s otopinom HNO3, w = 6,0 %, i CuSO4 • 5H2O, w(CuSO4 • 5H2O) = 2,0%. Zadovoljavajuća zaštitna svojstva podudaraju se s visokom vrijednošću potencijala početka jamičaste korozije.

Aluminij je važan materijal za upotrebu u mnoge svrhe, kao što su automobili, zrakoplovstvo, elektronički uređaji, zahvaljujući mnogim karakteristikama kao što su dobra električna i termička vodljivost, niska gustoća i dobra korozijska otpornost. Korozija aluminija uzrokovana prisutnošću kloridnih iona jedan je od glavnih uzroka gubitka funkcionalnosti aluminijevih konstrukcija izloženih maritimnim uvjetima. U takvim uvjetima, primjena sintetskih inhibitora je ograničena zbog mogućih štetnih utjecaja na okoliš. U ovom radu istraživano je inhibitorsko djelovanje salicilne kiseline i vodenog ekstrakta listova koprive na koroziju aluminija i aluminijeve legure Al 2024 u vodenoj otopini natrijeva klorida. Vodeni ekstrakt listova koprive pokazao je inhibitorsko djelovanje na pojavu jamičaste korozije pomičući korozijski potencijal prema pozitivnijim vrijednostima. Mehanizam inhibicije uključuje interakciju organske tvari preko funkcionalnih skupina i konjugiranih dvostrukih veza s površinom metala preko adsorpcijskih mjesta gdje se polarne funkcionalne skupine vežu kako centri adsorpcije. Primjenom elektrokemijske impedancijske spektroskopije (EIS) istraženo je elektrokemijsko ponašanje granice faza aluminij/otopina NaCl, te su pritom određeni kapacitet dvosloja i otpor prijaelazu naboja sustava sa i bez prisutnosti inhibitora, što je omogućilo izračunavanje djelotvornosti inhibitora. Vodeni ekstrakt listova koprive pokazao je najveću djelotvornost inhibitora.

U radu su prikazani rezultati elektrokemijskih mjerenja zone taljenja čelika AISI 316L prije i nakon toplinske obradbe na 900°C. Cilj istraživanja bio je utvrđivanje utjecaja toplinske obradbe na korozijsko ponašanje zone taljenja koje ovisi o zaštitnom pasivnom sloju na površini čelika. Elektrokemijsko ponašanje elektroda iz zone taljenja istraživano je cikličkom polarizacijom i elektrokemijskom impedancijskom spektroskopijom u 3, 5%-tnoj otopini NaCl (pH=5, 00). Ispitivanja mikrostrukture nakon cikličke polarizacije provedena su pretražnim elektronskim mikroskopom (SEM) opremljenim sustavom za energetsko disperzijsku (EDS) analizu. Krivulje cikličke polarizacije jasno upućuju da nakon toplinske obradbe dolazi do opadanja potencijala početka jamičaste korozije (“ pitting“ ). Nasuprot tome, vrijednosti otpora pasivnog sloja upućuju da nakon toplinske obradbe na 900°C i polarizacije u 3, 5%-tnoj otopini NaCl dolazi do porasta debljine pasivnog sloja. Nyquistovi impedancijski spektri snimljeni u području potencijala -1, 0 VAg/AgCl to +0, 2 VAg/AgCl prikazuju prisutnost kapacitivne petlje i Warburgove impedancije te induktiviteta.

Istraživanje korozije nehrđajućih čelika u morskoj vodi od velike je važnosti na području zaštita konstrukcija od korozije zbog velike primjene nehrđajućih čelika u izradi raznih komponenti pomorskih konstrukcija i plovila koja su trajno izložena kontaktu sa morskom vodom. Najčešće korištena tehnika zaštite navedenih konstrukcija je katodna zaštita. Tehnika se zasniva na polarizaciji konstrukcije na negativne potencijale kod kojih brzina korozije postaje smanjena do tehnološki prihvatljive razine, tj. drugim riječima, tehnika obuhvaća smanjenje korozije površine konstrukcije čineći je katodom elektrokemijskog članka. Ovaj rad bazira se na razumijevanju katodne zaštite i određivanju parametara katodne zaštite austenitnog nehrđajućeg čelika 316L u morskoj vodi. Mjerenjima su simulirani uvjeti u sustavima katodne zaštite sa žrtvovanom anodom i izvorom struje koji radi uz konstantnu struju (galvanostatski) ili uz konstantan potencijal (potenciostatski). Provedena polarizacijska mjerenja obuhvaćala su galvansko ponašanje para ugljični čelik – Al i nehrđajući čelik – Al, potenciodinamičku cikličku polarizaciju (PCP), mjerenje potenciostatskih tranzijenata sa i bez prethodno formiranog oksidnog sloja, mjerenje galvanostatskih tranzijenata sa prethodno formiranim oksidnim slojem, na elektrodi čelika 316L u aeriranoj i deaeriranoj morskoj vodi, te mjerenje potencijala otvorenog kruga na uzorku matice čelika 316L djelomično zaštićene teflonskom trakom u aeriranoj morskoj vodi. Mjerenjem potencijala otvorenog kruga na uzorku matice i potenciodinamičkom cikličkom polarizacijom (PCP) na elektrodi utvrđeno je da je nehrđajući čelik 316L podložan koroziji u procijepu i jamičastoj koroziji u morskoj vodi te je neophodno provesti katodnu zaštitu na konstrukcijama izrađenim od nehrđajućeg čelika 316L izloženim moru. Iz potenciostatskih i galvanostatskih polarizacijskih mjerenja zaključuje se da su optimalne vrijednosti zaštitnih struja u sustavu katodne zaštite s vanjskim izvorom u aeriranoj morskoj vodi između -100 i - 150 mA m-2. Iz mjerenja protoka struje i polarizacije elektroda u galvanskom članku nehrđajući čelik – aluminij, vidi se da se s elektrodom od čistog aluminija postižu potencijali unutar propisanog područja katodne zaštite, te je na taj način moguće katodno zaštititi nehrđajući čelik bez primjene vanjskog izvora.

Korozija armaturnog čelika uzrokovana prisutnošću kloridnih iona jedan je od glavnih uzroka gubitka funkcionalnosti betonskih konstrukcija izloženih maritimnim uvjetima.U takvim uvjetima primjena sintetskih inhibitora je ograničena zbog mogućih štetnih utjecaja na okoliš. Primjena malih biomolekula, kao bezopasnih po okoliš, relativno jeftinih i lako dostupnih inhibitora korozije od općeg je interesa. U ovom radu istraživano je inhibitorsko djelovanje devet karboksilnih kiselina, na koroziju armaturnog čelika u simuliranoj pornoj vodi betona. Svi spojevi pokazali su inhibitorsko djelovanje na reakciju redukcije kisika. Taj je proces snažno kataliziran na pasivnom željezu u kojem je reakcija O2 sa površinskim Fe2+ aktivnim mjestima ključni korak. Mehanizam inhibicije uključuje formiranje površinskih kompleksa koji imaju tendenciju stabilizacije željeza u Fe3+ stanju. Svi spojevi pokazali su inhibitorsko djelovanje na pojavu jamičaste korozije pomičući potencijal inicijacije jamice prema pozitivnijim vrijednostima. Najviši stupanj inhibicije dobiven je u prisutnosti askorbinske kiseline gdje je najviše izražen pomak potencijala inicijacije jamičaste korozije dok su struje katodne reakcije redukcije O2 značajno potisnute. Primjenom elektrokemijske impedancijske spektroskopije (EIS) istraženo je elektrokemijsko ponašanje granice faza čelik / simulirana porna voda, te su pritom određeni kapaciteti dvosloja i otpor prijelazu naboja sustava sa i bez prisutnosti inhibitora što je omogućilo izračunavanje djelotvornosti inhibitora. Opet je najviši stupanj efikasnosti pokazala je askorbinska kiselina (IE = 68, 34 %), dok su benzojeva (IE = 30, 33 %) i sorbinska kiselina (IE = 26, 57 %) tj. kiseline s jednom karboksilnom skupinom, također pokazale relativno dobru efikasnost.

Korozijsko ponašanje nehrđajućih čelika u vodenim elektrolitima. Pasivno, aktivno i aktivno-pasivno ("miješano") stanje metalne površine. Utjecaj zavarivanja na korozijsko ponašanje. Lokalna depasivacija nehrđajućih čelika kao uzrok lokalne korozije. Tipovi lokalne korozije zavarenih konstrukcija od nehrđajućih čelika: a) jamičasta (rupičasta) korozija ili pitting b) korozija u procijepu c) interkristalna (intergranularna) korozija d)napetosna korozija ( korozija uz vlačna naprezanja). Za navedene tipove korozije prikazani su uvjeti nastajanja , tijek procesa, njegove posljedice i metode suzbijanja. Raspravlja se također o raspucavanju zbog napetosne korozije i o vodikom potaknutom raspucavanju zavarenih nehrđajućih čelika.

Korozija armaturnog čelika uzrokovana prisutnošću kloridnih iona jedan je od glavnih uzroka gubitka funkcionalnosti betonskih konstrukcija izloženih maritimnim uvjetima. U takvim uvjetima primjena sintetskih inhibitora je ograničena zbog mogućih štetnih utjecaja na okoliš. Primjena malih biomolekula, kao bezopasnih po okoliš, relativno jeftinih i lako dostupnih inhibitora korozije od općeg je interesa. U ovom radu istraživano je inhibitorsko djelovanje osam amino kiselina, triju karboksilnih kiselina i tri ekstrakta biljaka (tanin mimoze, kesten tanin i ekstrakt list drveta Azadirachta Indica) na koroziju armaturnog čelika u simuliranoj pornoj vodi betona. Svi spojevi pokazali su inhibitorsko djelovanje na reakciju redukcije kisika. Taj je proces snažno kataliziran na pasivnom željezu u kojem je reakcija O2 sa površinskim Fe2+ aktivnim mjestima ključni korak. Mehanizam inhibicije uključuje formiranje površinskih kompleksa koji imaju tendenciju stabilizacije željeza u Fe3+ stanju čime povećavaju Tafelov nagib za reakciju nastajanja Fe2+ aktivnih centara. Svi spojevi pokazali su inhibitorsko djelovanje na pojavu jamičaste korozije pomičući potencijal inicijacije jamice prema pozitivnijim vrijednostima. Najviši stupanj inhibicije dobiven je u prisutnosti askorbinske kiseline gdje je najviše izražen pomak potencijala inicijacije jamičaste korozije dok su struje katodne reakcije redukcije O2 značajno potisnute. Primjenom elektrokemijske impedancijske spektroskopije (EIS) istraženo je elektrokemijsko ponašanje granice faza čelik / simulirana porna voda, te su pritom određeni kapaciteti dvosloja i otpor prijelazu naboja sustava sa i bez prisutnosti inhibitora što je omogućilo izračunavanje djelotvornosti inhibitora. Opet je najviši stupanj efikasnosti pokazala je askorbinska kiselina (IE = 68, 7%), dok su neke aminokiseline sa benzenskim prstenom sadržanim u strukturi - fenilalanin (IE = 60, 6%) i triptofan (IE = 36, 1%) također pokazale relativno dobru efikasnost.

Velika važnost pridaje se korijenskoj zaštiti prilikom zavarivanja cijevi od visokolegiranih nehrđajućih čelika u procesnoj industriji. U ovom radu obrađeno je istraživanje utjecaja različitih vrsta plinova na korijensku zaštitu zavarenog spoja cijevi od austenitnog i dupleks čelika. U uvodnom dijelu ovog rada na temelju literaturnih podataka opisani su zaštitni plinovi i plinske mješavine kod TIG i MIG/MAG postupaka zavarivanja. Obrađene su vrste visokolegiranih nehrđajućih čelika, te njihova svojstva primjena i zavarljivost. U eksperimentalnom dijelu zavarivane su cijevi od austenitnog čelika AISI 304 i dupleks čelika AISI S31803. Debljine stijenke cijevi iznosile su 2mm. Provedeno je ručno TIG zavarivanje sučeljenog spoja. Korijenska zaštita kod austenitnog čelika AISI 304 provedena je pomoću plinova, Ar, N2, i mješavine N2/H2, 95/5 %, a kod dupleks čelika AISI S31803 pomoću plinova Ar, N2 i mješavina Ar/N2 98/2 % i 90/10 %. Također je kod oba materijala provedeno zavarivanje bez korijenske zaštite uz podjednake parametre zavarivanja. Korištena je specijalna naprava za zavarivanje koja omogućuje brtvljenje odnosno izolaciju prostora unutar cijevi od utjecaja atmosfere. Korijen zavarenog spoja ispitivan je vizualnom metodom. Prije ispitivanja korozijske postojanosti korijena zavara na rupičastu koroziju polovica površine uzorka kemijski je očišćena od površinskih oksida. Nakon toga, uzorci zavarenih spojeva ispitani su prema normi ASTM G- 48-92 u 10% otopini FeCl3x6H2O (željezo III-klorid-heksahidrat). Ispitivanja su provedena na temperaturi 20o C u trajanju od 72 sata i na temperaturi 50o C u trajanju od 24 sata. Analizirana je mikrostruktura zavarenih spojeva kod dupleks čelika, te je izmjeren udio delta-ferita na oba materijala. Dobiveni su sjajni korijeni zavara visoke kvalitete, kod svih plinova kod oba materijala. Rezultati ispitivanja pokazuju da vrsta korijenskog zaštitnog plina ima utjecaj na pojavu rupičaste korozije u korijenu zavara, te na sadržaj delta-ferita u zavarenom spoju. Također je došlo do povećanja feritnog zrna u ZUT-u kod dupleks čelika za tri navedena plina odnosno došlo je do poremećaja ravnotežnog udjela feritne i austenitne strukture.

Oxide layers were prepared on the surface of specimens, made from stainless steel AISI 316L, by heating in temperature gradient. X-ray diffraction analysis was performed in order to determine superficial oxide and metallic phases. The changes of metal grains sizes were determined by optical micrography. From several specimens oxide layers were removed in HNO3 + HF solution. Thereafter, pitting corrosion susceptibility was tested in FeCl3 solution according to ASTM G 48-92. 8 topographic pitting evaluation criteria were determined. In general, the presence of oxide layers affects pitting liability harmfully. The removal of oxides is favourable for several criteria but for some others is ineffective. An attempt to interpret the results is carried out in the Discussion.

Istraživan je utjecaj termičkih oksida na mjestimičnu depasivaciju austenitnog čelika. U tu svrhu uzorci čelika AISI 316L su izotermno grijani kako bi se simulirali uvjeti prethodne primjene i uspoređivani su s negrijanim uzorkom. Isti čelik je grijan i u temperaturnom gradijentu kako bi se simulirali uvjeti zavarivanja. Karakterizacija termičkih oksida oblikovanih izotermnim grijanjem i u temperaturnom gradijentu provedena je rendgenskim, spektrometrijskim i elektrokemijskim metodama. Određena je mikrostruktura svih uzoraka i debljina termičkih oksida. Ispitivanje sklonosti jamičastoj koroziji provedeno je prema ASTM-u G48-92 u otopini FeCl3 tijekom 72 sata pri temperaturi 25 oC. Izmjereni pokazatelji jamičaste korozije upućuju na to da najveću sklonost ovoj koroziji uzrokuju oksidi nastali pri 600 oC. Kod uzoraka grijanih u temperaturnom gradijentu najveću sklonost pokazuje žuta zona (320 oC) boja interferencije prvog reda. Nakon kemijskog uklanjanja oksida bitno se mijenjaju pokazatelji jamičaste korozije. Rendgenskom difrakcijom je utvrđeno da se prilikom grijanja na površini čelika oblikuje oksidni sloj koji se pretežno sastoji od kromovih i željeznih oksida a njegova debljina se povećava porastom temperature. AES metodom detektirani su željezo i kisik kod svih izotermno grijanih uzoraka, te kod negrijanog uzorka. XPS metoda kod izotermno grijanih uzoraka ukazuje na površinsku prisutnost kromovih i željeznih oksida. Prilikom izotermnog grijanja pri temperaturama višim od 600 oC povećava se veličina austenitnog zrna u nehrđajućem čeliku. Vrijednosti elektropotencijala ukazuju na važnost uklanjanja termičkih oksida s površine čelika AISI 316L bez obzira na način njihovog nastajanja.

Dušikom legiran austenitni čelik NTR50 u dodiru s elektrolitnom otopinom spontano se pasivira i u prisutnosti agresivnih Cl- iona. Debljina pasivnog filma, ovisno o sastavu i pH vrijednosti elektrolita (korozivnog medija), iznosi 4- 8, 5 nm. AES i XPS analiza sustava NTR50 / pasivni film / elektrolit pokazala je prisutnost dušika na obje međufazne granice. Na granici s pasivnim filmom u osnovnom materijalu segregiraju se negativno nabijeni dušikovi atomi (Nd-). Povišena otpornost prema jamičastoj koroziji, u odnosu na druge austenitne čelike, temelji se na elektrostatskoj interakciji između Cl- iona i dušikovih atoma (Nd-), repasivacijskom djelovanju NH4+ iona i NO3-/NO2- redoks para na lokalna oštećenja pasivnog filma na kontaktu s elektrolitom. Povećana lomna žilavost i otpornost prema napetosno korozijskom lomu dušikovog čelika NTR50, u odnosu na druge austenitne čelike, određena na temelju krivulja rastezanja i mikrostrukturnih istraživanja, rezultat je lokalnog deformacijskog očvršćivanja stabilne austenitne mikrostrukture s intersticijski otopljenim dušikom. Na temelju istraživanja transmisijskom elektronskom mikroskopijom (TEM) mehanizam djelovanja dušika objašnjen je kočenjem gibanja dislokacija, posebno parcijalnih (usidrenih) dislokacija s pogreškom slaganja ravnina u vrhu napetosne pukotine. Istraživanja usmjerena na pojavu vodikove krtosti pokazala su izvanrednu otpornost dušikom legiranih austenitnih čelika i na ovaj oblik degradacije materijala u usporedbi s drugim nehrđajućim visokolegiranim čelicima.

Proučavan je utjecaj grijanja nehrđajućeg čelika Č4571 (AISI 304) u zraku tijekom 20 minuta u temperaturnom rasponu od 250 do 800 C na sklonost jamičastoj koroziji, i to u usporedbi s negrijanim čelikom. Jamičasa je korozija potaknuta izlaganjem uzoraka FeCl3-otopini pri 25 C tijekom 24 sata.Mjerena je dubina jamica, njihova brojnost i ploština na otvoru. Ustanovljeno je da se grijanjem povećava brojnost jamica, ali se smanjuje njihova dubina, pa se postavlja pitanje opravdanosti uklanjanja toplinskog oksidnog sloja s nehrđajućeg čelika u svrhu smanjenja opasnosti od jamičaste korozije. Rendgenskom difrakcijom je utvrđeno da se pri grijanju na površini čelika oblikuje oksidni sloj koji se pretežno sastoji od kromovih oksida. Pri višim temperaturama raste i veličina austenitnog zrna u čeliku..

Istraživan je utjecaj položaja u odnosu na zavare na jamičastu koroziju nerđajućih čelika. Ustanovljeno je da se dubine i gustoće jamica bitno razlikuju u zonama metala zavara od onih u zonama toplinskih obojenja, odnosno u zonama osnovnog metala.Kemijskim, elektrolitičkim ili mehaničkim čišćenjem nakon zavarivanja mijenjaju se zonske dubine i gustoće jamica, ali na različite načine. Poslije čišćenja opadaju gustoće jamica u svim zonama, dok prosječne i najveće dubine jamica često rastu u pojedinim zonama. Prema tome, čišćenje može imati štetan učinak, što treba izbjeći izborom načina i parametara obrade kao i strogim nadzorom tijekom izvođenja radova. Provedena je i rasprava o mogućim uzrocima primijećenih pojava.