کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7893967 1509963 2018 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Oxidation behavior of stainless steels 304 and 316 under the Venus atmospheric surface conditions
ترجمه فارسی عنوان
رفتار اکسایش فولاد ضدزنگ 304 و 316 تحت شرایط جوی سیاره ی زهره
کلمات کلیدی
زهره، دی اکسید کربن، فولاد ضدزنگ، فرسایش، اکسایش
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1- مقدمه

2- مواد و روش ها

1.2 مواد 

2.2 شیوه ی تماس

3.2 توصیف نمونه 

3- نتایج

1.3 مشخصات ریز هندسه

2.3 توصیف سطح، ساختار و ریزساختار سطح مقطع

1.2.3 SS 304 

2.2.3 فولاد ضدزنگ 316

3.3 سینتیک اکسایش

4- بحث

نتیجه گیری ها

 
ترجمه چکیده
رفتار شیمیایی، ساختار و ریزساختار فولادهای ضدزنگ 304 و 316 پس از تماس با مخلوط گازی مشابه با دما، فشار و ترکیب جوی زهره در حمایت از ماموریت های کاوش سیاره ای بررسی شد. مدت تماس 10، 21 و 42 روز در محفظه ی تجهیزات محیط های فوق العاده ی گلن (GEER) با مخلوط گازی زهره (96.5% دی اکسیدکربن، 3.5 درصد N2، 30 ppm آب، 150 ppmی SO2، 28 ppmی CO، 15 ppmی OCS، 3 ppmی H2S، 0.5 ppmی HCl و 5 ppbی HF) در 9.2×106 پاسکال و 740 کلوین انجام شدند. نمونه های فولاد ضدزنگ 304 و 316 قبل و بعد از آزمایش با انالیز جاذبه سنجی ، پراش پرتوی ایکس (XRD)، طیف سنجی فوتو الکترونی پرتو ایکس (XPS)، طیف سنجی الکترونی اوژه (AES) و انالیز میکروسکوپ الکترونی سطح مقطع توصیف شدند. پوسته ی دولایه در همه ی نمونه ها تشکیل شد که لایه ی بیرونی عمدتا مگنتیت (Fe3O4) و لایه ی داخلی عمدتا اسپینل (Fe3-xCrxO4) است. اکسید و سولفید نیکل در میان لایه ی فولاد ضدرنگ 304 تشکیل شدند. سولفید نیکل در لایه ی داخلی و بیرونی فولاد ضدزنگ 316 شکل گرفت. کربید کروم فقط با انالیز اوژه در میان لایه ی سمت پرداخت نشده ی نمونه ی کوپن فولاد ضدزنگ 304 مشخص شد. سینتیک اکسایش فولاد ضدزنگ 304 با سطح هموارتر (ناهمواری کلی 780.62 نانومتر در سمت پرداخت شده و 3.75 میکرومتر در سمت پرداخت نشده) و محتوای نیکل اندکی کمتر و کروم اندکی بالاتر نسبت به فولاد ضدزنگ 316 (0.05 ± 0.07 mg cm−2 day−1) با سطح ناهموارتر (همواری کلی 4.78 میکرومتر در هر دو سمت) آهسته تر (3.1 ± 0.5×10−3 mg cm−2 day−1) بود. محتوای مولیبدنوم اندکی بالاتر در فولاد ضدزنگ 316 بدلیل تشکیل سولفید مولیبدنوم سبب افزایش سینتیک اکسایش آن شد. محاسبات ترمودینامیک یکپارچگی فازی حاوی مخلوط گاز زهره و نمونه های فولاد ضدزنگ هماتیت، Cr2O3(s)، Fe2O3(s), CrS(l), Cr2S3(l), NiS(l), FeS(l), CrO(l), H2(g), HCl(g), HF(g)، NH3(g) و H2S(g) بعنوان فازهای پایدار ترمودینامیکی تشکیل شده در شرایط جوی زهره برآورد شدند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی مواد سرامیک و کامپوزیت
پیش نمایش مقاله
رفتار اکسایش فولاد ضدزنگ 304 و 316 تحت شرایط جوی سیاره ی زهره
چکیده انگلیسی
In general support of planetary exploration missions, the chemical, structural and microstructural behavior of stainless steels 304 and 316 was probed after exposure to a gas mixture with temperature, pressure, and composition mimicking the Venus lower atmosphere. Exposures were carried out in the Glenn Extreme Environments Rig (GEER) chamber with the Venusian gas mixture (96.5% CO2, 3.5% N2, 30 ppm H2O, 150 ppm SO2, 28 ppm CO, 15 ppm OCS, 3 ppm H2S, 0.5 ppm HCl and 5 ppb HF) at 9.2 × 106 Pa and 740 K for a duration of 10, 21, and 42 days. Stainless steel 304 and 316 samples were characterized before and after the experiment by gravimetric analysis, X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Auger electron spectroscopy (AES), and cross-section electron microscopy analysis. All samples exposed to the Venusian atmosphere formed double-layered scales in which the outer layer is mainly magnetite (Fe3O4) and the inner layer is mainly spinel (Fe3-xCrxO4). Nickel sulfide and oxide formed at the interface of stainless steel 304. Nickel sulfide also formed in the inner and outer layer of the stainless steel 316 scale. Chromium carbide was only detected by Auger analysis at the interface of the unpolished side of the stainless steel 304 coupon sample. Stainless steel 304 with its smoother surface (780.62 nm total roughness on the polished side and 3.57 μm on the unpolished side) and slightly higher chromium and slightly lower nickel content, exhibited slower kinetics of oxidation (3.1 ± 0.5 × 10−3 mg cm−2 day−1) than stainless steel 316 (0.05 ± 0.07 mg cm−2 day−1) with its rougher surface (4.78 μm total roughness on both sides). The slightly higher molybdenum content in stainless steel 316 was also responsible for increasing its kinetics of oxidation because of the formation of molybdenum sulfide. Our thermodynamic calculations of the phase assemblage containing the Venus gas mixture and the stainless steel samples predicted hematite Cr2O3(s), Fe2O3(s), CrS(l), Cr2S3(l), NiS(l), FeS(l), CrO(l), H2(g), HCl(g), HF(g), NH3(g) and H2S(g) as the thermodynamically stable phases formed at the Venus atmospheric conditions.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Corrosion Science - Volume 132, March 2018, Pages 260-271
نویسندگان
, , , , , , ,