بررسي تأثير آلومينيوم بر مقاومت خوردگي فولاد منگنزي آستنيتي هادفيلد

Investigation on Effect of Aluminum on the Corrosion Resistance of Hadfield Austenitic Manganese Steel

در اين پژوهش، مقاومت خوردگي فولاد منگنزدار هادفيلد 128-A ASTM در شرايط با و بدون آلومينيوم مورد بررسي قرار گرفت. براي تهيه فولاد منگنزدار هادفيلد براساس استاندارد 128-A ASTM، ابتدا دو مدل Y شكل از جنس آلومينيوم تهيه شده و سپس قالب گيري به روش سيليكات سديم/ 2CO به صورت تغذيه روبسته انجام شد. سپس دو بلوك از فولاد هادفيلد كه يكي بدون Al و ديگري حاوي Al%1/7 بود، توسط كوره القايي بدون هسته ريخته‌گري شدند. پس از ريخته‌گري، هر دو نمونه تحت عمليات حرارتي آستنيته كردن در دماي °C1100 به مدت 2 ساعت قرار گرفته و بلافاصله در حمام آب خالص سريع سرد شدند. براي بررسي ريزساختار نمونه‌ها از متالوگرافي و براي بررسي مورفولوژي خوردگي آن‌ها از ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده گرديد. همچنين براي بررسي رفتار خوردگي هر دو نمونه از روش‌هاي پلاريزاسيون پتانسيوديناميك و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي در محلول NaCl%3/5 استفاده شد. مشاهدات ميكروسكوپ نوري نشان داد كه آلومينيوم، سبب افزايش اندازه‌ي دانه‌ها و كاهش ميزان كاربيدها در فولاد هادفيلد مي‌شود. نتايج آزمون‌هاي خوردگي نشان داد كه فولاد هادفيلد حاوي Al%1/7 نسبت به فولاد هادفيلد بدون آلومينيوم از مقاومت خوردگي بالاتري برخوردار است؛ زيرا در اثر افزودن آلومينيوم به فولاد هادفيلد، ميزان ذرات كاربيدي كاهش پيدا كرده بود و اين امر باعث شده بود كه مانع از تشكيل ميكروپيل‌هاي گالوانيكي شود.

In this study, the corrosion resistance of ASTM A-128 Hadfield manganese steel with and without aluminum addition was investigated. To produce Hadfield manganese steel according to ASTM A-128 standard, Initially two Y-shaped aluminum models prepared and then molding accompolished through Sodium Silicate/CO2 and silica sand procedure by closed feeding. Coreless induction furnace was used for melting samples. After casting, samples heat treated at 1100°C for 2 hours and then quenched in the pure water. Evaluation of the microstructures was conducted by optical metallography and corrosion morphology of samples were investigated by scanning electron microscopy. Also potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy methods were used to evaluate the corrosion behavior of samples. Optical microstructur observations showed that Al decreased the amount of carbides and increased grains size in the Hadfield steel. The results of corrosion tests indicated that Hadfield steel with aluminum addition had higher corrosion resistance than one without aluminum addition. By addition of aluminum, carbide particle volume was reduced and this has led to lesser micro-galvanic cells formation.