In this paper, the alternate immersion corrosion test of Cr-Mo-V series SDCM steel for hot stamping was carried out, and different stresses were loaded with self-made fixture. The results shown that ...regardless of hardness and stress, the corrosion mode of the material is uniform corrosion. Stress could significantly increase the corrosion rate, with lower hardness and higher corrosion rate. Because of the existence of Corrosion Removal Layer (CRL), the maximum corrosion pit depth would be reduced. The maximum corrosion pit depth and Corrosion Pit density (CPD, ρv) were used to describe the degree of corrosion damage. From low to high hardness, the CPD ρv and corrosion resistance increased gradually. With the increased of tempering temperature, the hardness decreased, and the percentage of carbide area in the field of view increased from 16.36% to 24.32%. The irregular spherical carbide M23(C, N)6 rich in Cr coarsens and consumes Cr element in the material, which lead to the decrease of corrosion resistance. Through the polarization curve of the dynamic potential, we known that the current density was increased with the hardness decreased, from 28.53 μA/mm2 to 40.93 μA/mm2.
U ovom radu istraživan je utjecaj magnezijeva klorida na koroziju betona i čelične armature u betonu. Za provedbu planiranih istraživanja pripremane su dvije serije cilindričnih uzoraka dimenzija ...80mm×40mm, uzorci cementne paste za ispitivanje korozije betona i uzorci cementnog morta s čeličnom armaturom u sredini za ispitivanje intenziteta korozije čelične armature u betonu. Uzorci su pripremljeni uz dva vodocementna omjera (omjer masa vode i cementa), v/c=0,5 i v/c=0,7. Nakon 24h hidratacije uzorci su izvađeni iz kalupa i potapani u sljedeće otopine: 5% MgCl2, 5% NaCl, 1% MgCl2 te destiliranu vodu. Djelovanju navedenih otopina uzorci su izloženi devet mjeseci. Nakon devet mjeseci uzorci cementne paste i cementnog morta analizirani su s ciljem istraživanja korozije betona i čelične armature u betonu. Primjenjujući rendgensku difrakcijsku analizu (XRD) i termičke analize (DTA-TG/DTG), dokazano je da s povećanjem koncentracije MgCl2, kao i s povećanjem vodocementnog omjera, dolazi do povećanja intenziteta korozije na uzorcima cementne paste. Metodama DTA/DTG dokazano je jako agresivno djelovanje Mg2+ iona na beton iz otopina MgCl2 viših koncentracija, 5% MgCl2. Elektrokemijskom metodom potenciodinamičke polarizacije dokazano je da s povećanjem koncentracije MgCl2 i s povećanjem vodocementnog omjera dolazi do povećanja intenziteta korozije na čeličnoj armaturi u betonu, što je posljedica intenzivnije korozije betona na uzorcima njegovanim u otopinama MgCl2 veće koncentracije i većeg vodocementnog omjera.
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna .
This research focuses on studying the mechanical, tribological, and corrosion behaviors of alloy steels: AISI 4340, AISI 5140, and AISI 8620 by laser hardening, respectively. In light of the tests ...which have been carried out meticulously, it is concluded that the optimum laser hardening parameter for all steel grades is 4 mm/s scanning speed and 1300?C surface temperature. Micro-structural changes, Vickers hardness as mechanical properties, and tribological properties with reciprocating wear tests were carried out. Furthermore, corrosion tests were conducted. The test results reveal that the maximum hardness is achieved 50-300 ?m below the surface for all laser-hardened steels. Additionally, this study demonstrates that the wear resistance of steel is enhanced by the implementation of laser hardening. This study also determines that laser hardening has a positive impact on lifting the corrosion resistance behavior of AISI 4340 steel. In contrast, the corrosion resistance properties of AISI 8620 steel were reduced nearly by 54.17%.
Proračun prodora klorida u beton Bogdanić, Anton; Ožbolt, Joško
Zbornik radova,
12/2019, Volume:
22, Issue:
1
Journal Article, Paper
Peer reviewed
Open access
Na armiranobetonskim konstrukcijama izloženim agresivnom okolišu često nastaju oštećenja uslijed korozije armature izazvane kloridnim ionima. Oštećenja nastaju u obliku pukotina i odlamanja zaštitnog ...sloja betona uslijed bubrenja produkata korozije, što nepovoljno utječe na nosivost i trajnost konstrukcije. Povrh toga, površina poprečnog presjeka armature smanjuje se istovremeno s procesom degradacije betona. No, oštećenja se javljaju neposredno nakon depasivacije čelika uslijed kritične koncentracije kloridnih iona u blizini armature. Vrijeme koje je potrebno da kritična koncentracija kloridnih iona prodre do armature naziva se faza inicijacije, a osnovni cilj ovog rada je procjena njezinog trajanja. Trajanje faze inicijacije moguće je predvidjeti ukoliko se u obzir uzmu transportni procesi koji se odvijaju kroz zaštitni sloj betona. Najvažniji fizikalni procesi vezani uz fazu inicijacije su transport kapilarne vode, kloridnih iona te topline. Stoga je u okviru ovog rada razvijen 2D numerički model pomoću metode konačnih razlika, koji simulira navedene transportne procese. Primjena modela pokazana je na numeričkom primjeru u kojem je kvadratni poprečni presjek armiranobetonskog stupa izložen agresivnim morskim uvjetima. Proračun je proveden kako bi se istražio utjecaj širine pukotina na trajanje faze inicijacije. Numerički rezultati pokazuju da raspucalost zaštitnog sloja betona značajno smanjuje trajanje faze inicijacije, a samim time i uporabni vijek konstrukcija.
Reinforced concrete structures exposed to aggressive environmental conditions often exhibit damage caused by chloride-induced corrosion of reinforcement. The damage occurs in the form of cracking and spalling of the concrete cover due to the expansion of corrosion products, which adversely affects the bearing capacity and durability of structures. Moreover, the cross-sectional area of reinforcement decreases simultaneously with concrete deterioration. However, the damage occurs shortly after steel depassivation caused by critical chloride concentration in the vicinity of the reinforcement. The time necessary for critical chloride concentration to reach the reinforcement is called initiation phase and the main objective of this paper is to estimate its duration. The duration of the initiation phase is possible to predict if transport processes, which take place through the concrete cover, are accounted for. The most important physical processes related to steel depassivation are the transport of capillary water, chloride and heat. Therefore, the development of a 2D is presented in this paper. The model is based on the finite difference method and simulates aforementioned transport processes. The application of the model is shown on a numerical example in which a square cross-section of a reinforced concrete column is exposed to aggressive maritime conditions. The analysis is carried out to investigate the influence of crack width in concrete cover on the duration of the initiation phase. The numerical results show that the cracking of concrete cover significantly reduces the duration of the initiation phase, and, consequently, the service life of structures.
Od utemeljenja Zavoda, akademske godine 1961./62., njegova znanstveno-istraživačka djelatnost bila je usmjerena na elektrokemijska istraživanja metala, pojavu pasiviteta i inhibiciju korozije. ...Kasnije, ponajprije primjenom elektrokemijskih metoda, proučavaju se fenomeni na granici faza metal│anodni sloj│elektrolitna otopina koji su od značaja za kemijske izvore struje i poluvodičke sustave. Tijekom posljednjih deset godina istraživanja se usmjeravaju u dva smjera: i) ispitivanje utjecaja legirajućih elemenata na dizajn otpornih materijala i biofunkcionalizacija površine biorazgradljivih i biokompatibilnih metalnih implantata; ii) modifikaciju elektroda i njihovih površina u svrhu razvoja novih elektroanalitičkih metoda za određivanje teških metala i biomolekula.
Since the establishment of the Department of General and Inorganic Chemistry in 1961, at the Faculty of Chemistry and Technology, University of Split, its scientific interest and investigations were focused toward electrochemical research. Consequently, electrochemistry became the backbone of the scientific research and development of the Department. In the last 10 years, scientific interest has been focused on the influence of alloying elements on design of corrosion resistance materials, as well as biofunctionalisation of biodegradable and biocompatible metal-based implants. In addition, development of various electroanalytical methods based on modified electrodes as sensing part of sensors, have been in focus in the recent period. The developed sensors were used for determination of heavy metals or biomolecules.
Plasma spray Cr2O3 ceramic layers are used as a separate coating or as a supplement to bio-reactive organic composite ceramics Ca10(PO4)6(OH)2-Al2O3-ZrO2-Cr2O3 and other bio-inert ceramics in ...composites of the types Al2O3–ZrO2–SrO–Cr2O3–Y2O3, ZrO2-TiO2-Cr2O3 and TiO2-Cr2O3 to increase the mechanical properties and resistance components of artificial joints on sliding abrasion and corrosion. This paper analyzes the influence of the plasma gun distance from the substrate on the mechanical properties and the microstructure of Cr2O3 layers deposited with the current of 40kW. The aim was to deposit layers with optimal characteristics that will enable the effective implementation of Cr2O3 layers on substrates of steel implants exposed to dry friction without lubrication and to corrosion of living tissues. The mechanical properties were tested by examining microhardness layers using the HV0.3 method and the strength was tested by tensile testing. The surface of powder particles was examined by SEM. The microstructures of layers were analyzed with the use of an optical microscope (OM) and a scanning electron microscope (SEM). The test results confirmed a possibility of effective application of bio-inert layers of Cr2O3 with other ceramics intended for the production of functional implants. / Метод плазменного напыления керамических Cr2O3 покрытий применяется как самостоятельное покрытие, так и в качестве дополнения к биоактивной органической композиционной керамике Ca10(PO4)6(OH)2-Al2O3-ZrO2-Cr2O3 и к иным биоинертным керамикам, создавая композиты типа Al2O3–ZrO2–SrO–Cr2O3– Y2O3, ZrO2-TiO2-Cr2O3 и TiO2-Cr2O3 с целью улучшения механических характеристик и повышения стойкости к износу и коррозии компонентов протеза сустава. В данной статье представлено каким образом расстояние между пистолетом для плазменного напыления и обрабатываемой поверхностью влияет на механические характеристики и микроструктуру Cr2O3 слоев покрытия, нанесенных при электоромощности 40 кВт. Цель нанесения различных слоев заключалась в определении лучших характеристик, которые обеспечат эффективное применение покрытия Cr2O3 для подложек металлических имплантатов, подверженных сухому трению без смазки, а также коррозии живых тканей. Анализ механических характеристик покрытия проведен на основании испытаний микротвердости методом HV0.3 и прочности соединений методом растяжения. Структура слоев испытана методом оптической микроскопии (ОМ), а поверхность испытана методом электронной микрографии (SEM). На основании полученных характеристик установлено, что эффективное применение биоинертных слоев Cr2O3 возможно и в сочетании с другими керамическими покрытиями, предназначенными для изготовления функциональных имплантатов. / Plazma sprej keramički slojevi Cr2O3 koriste se kao zasebna prevlaka ili kao dodatak bioreaktivnoj organskoj kompozitnoj keramici Ca10(PO4)6(OH)2-Al2O3-ZrO2-Cr2O3 i drugim bioinertnim keramikama, praveći kompozi tipa Al2O3-ZrO2-SrO-Cr2O3-Y2O3, ZrO2-TiO2-Cr2O3 i TiO2-Cr2O3 za povećanje mehaničkih karakteristika i otpornosti komponenti veštačkog zgloba na habanje klizanjem i koroziju. U radu je analiziran uticaj odstojanja plazma pištolja od podloge na mehaničke karakteristike i mikrostrukturu Cr2O3 slojeva deponovanih sa snagom napajanja od 40 kW. Cilj rada bio je da se deponuju slojevi optimalnih karakteristika koji će omogućiti efikasnu primenu Cr2O3 slojeva na podlogama čeličnih implantata izloženih suvom trenju bez podmazivanja i koroziji živih tkiva. Ispitivanje mehaničkih karakteristika realizovano je ispitivanjem mikrotvrdoće slojeva metodom HV0.3 i čvrstoće spoja metodom na zatezanje. Izgled površine čestica praha ispitan je metodom SEM. Mikrostrukture slojeva analizirane su uz primenu optičkog mikroskopa (OM) i skening elektronskog mikroskopa (SEM). Rezultati ispitivanja potvrdili su mogućnost efikasne primene bioinertnih slojeva Cr2O3 sa drugim keramikama namenjenim za izradu funkcionalnih implantata.
In order to study the electrochemical corrosion law for the 13Cr stainless-steel tubing material in a high-speed Cl-containing liquid, a high-speed-flow experiment and a small three-electrode system, ...embedded in a small pipe, were used. The open circuit potential (OCP), polarization curve (PC) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of the stainless-steel surface were tested in a medium with a flow velocity ranging from 10 to 22 m/s containing 1 w/% and 2 w/% of NaCl. By comparing it with the changes in the electrochemical-reaction parameters of the material in distilled water, the results of the experiment including the critical flow velocity, the change of corrosion rate and the electrochemical-reaction control steps were obtained. By theoretically solving the frictional force of the liquid against the wall surface and the adsorption capacity of the oxide film, and assuming that the oxide film is a macromolecular combination, the relationship between the adsorption capacity of different surface films and the critical flow velocity in the high-speed pipe flow was established. The results of this experiment and calculation can provide a preliminary prediction of the critical flow velocity corresponding to the inflection point of the wall-surface corrosion rate in an industrial pipe flow, thereby improving the process parameters and reducing the wall damage.
Uzimajući u obzir da su, zbog odsustva jedinstvene klasifikacije i nomenklature korozivnih procesa, postojeće klasifikacije nepotpune i neprecizne, kategorizacija korozivnih procesa u ovom radu ...izvršena je na osnovu strukturno-elektrohemijske teorije, prema kojoj na elektrohemijski proces korozije utiče prisustvo heterogenosti na površini materijala. U zavisnosti od prirode i dimenzije ove neuniformnosti, definisane su tri različite kategorije korozije: uniformna, selektivna i lokalizovana i prikazani njihovi oblici. Razmotreni su i uslovi koji dovode do pojave određenih vidova korozije u različitim korozivnim sredinama. Navedeni su primeri odvijanja korozivnih procesa i ukratko opisani njihovi mehanizmi. / The introductory chapter provides a brief reference to the issue of corrosion and corrosion damage to aircraft structures. Depending on the nature and dimensions of this nonuniformity, three different categories of corrosion are defined: uniform, selective and localized corrosion. The following chapters present the forms of corrosion that can occur in three defined categories of corrosion. Conditions that cause certain types of corrosion in various corrosive environments are discussed. Examples of corrosion processes are listed and mechanisms of these processes are briefly described. And, as a conclusion, the last chapter presents the summary of investigations of corrosion and corrosion damage to aircraft structures. / В вводной главе представлен краткий обзор причин появления коррозии и коррозионных повреждений на авиационных конструкциях. Учитывая отсутствие единой классификации и номенклатуры коррозионных процессов и то, что существующие классификации неполные и недостаточно точные, категоризация коррозионных процессов в этой работе произведена на основании структурно-электрохимической теории, согласно которой движущей силой електрохимического процесса коррозии является присутствие гетерогенности на поверхности материала. В зависимости от характера и размеров данной неоднородности, выделяются три категории коррозии: равномерная, избирательная и локальная коррозия. Далее представлены виды коррозии, которые появляются в трёх ранее описанных категориях коррозии. Рассмотрены и обстоятельства, способствующие появлению определённых видов коррозии в различной коррозионной среде. Приведены примеры того, как протекают коррозионные процессы при кратком описании их механизмов. В последней главе, в качестве заключения, обобщены результаты исследования возможных причин появления коррозии на авиационных конструкциях.
PDF
