Investigation on the intergranular corrosion resistance of the AISI 316L(N) stainless steel after long time creep testing at 600 degrees C

The effect of precipitation on the corrosion resistance of AISI 316L(N) stainless steel previously exposed to creep tests at 600 degrees C for periods of up to 10 years, has been studied. The corrosion resistance was investigated in 2 M H(2)SO(4)+0.5 M NaCl+0.01 M KSCN solution at 30 degrees C by electrochemical methods. The results showed that the susceptibility to intergranular corrosion was highly affected by aging at 600 degrees C and creep testing time. The intergranular corrosion resistance decreased by more than twenty times when the creep testing time increased from 7500 h to 85,000 h. The tendency to passivation decreased and less protective films were formed on the creep tested samples. All tested samples also showed susceptibility to pitting. Grain boundary M(23)C(6) carbides were not found after long-term exposure at 600 degrees C and the corrosion behavior of the creep tested samples was attributed to intermetallic phases (mainly sigma phase) precipitation. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Structure and properties of an austenitic stainless steel AISI 316L grade ASTM F138 after low temperature plasma nitriding

Austenitic stainless steels cannot be conventionally nitrided at temperatures near 550 degrees C due to the intense precipitation of chromium nitrides in the diffusion zone. The precipitation of chro-mium nitrides increases the hardness but severely impairs corrosion resistance. Plasma nitriding allows introducing nitrogen in the steel at temperatures below 450 degrees C, forming pre-dominantly expanded austenite (gamma(N)), with a crystalline structure best represented by a special triclin-ic lattice, with a very high nitrogen atomic concentration promoting high compressive residual stresses at the surface, increasing substrate hardness from 4 GPa up to 14 GPa on the nitrided case.

Estudo da corrosão dos aços AISI 1010 e AISI 316L em soluções com elevado teor de cloreto e em ácido naftênico

A mudança no mercado global do petróleo nos últimos anos, com o declínio das reservas de óleo leve, têm forçado a busca por novos campos petrolíferos em ambientes mais remotos, como nos campos localizados na camada pré-sal, e a exploração de óleos pesados que possuem elevado teor de ácidos naftênicos. Isso acarreta em grandes desafios para a previsão do desempenho de materiais frente às novas condições ambientais em que estão inseridos. No presente trabalho, o comportamento da corrosão do aço carbono AISI 1010 e do aço inoxidável AISI 316L foi estudado em soluções aquosas com elevado teor de cloreto e em solução de ácido naftênico ciclopentanóico a fim de ter melhor entendimento da ação dessas espécies no processo de corrosão e simular a corrosão pela água de produção na indústria petrolífera. Foram aplicadas as técnicas de potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica, voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica, usadas, em cada caso, de acordo com a conveniência. O aumento da [Cl-] na faixa de 1,2–2,8 mol.L-1 não altera os processos catódicos e anódicos perto do Ecorr para os aços AISI 1010 e AISI 316L. Em condições de sobrepotenciais afastados do Ecorr, o aumento de [Cl-] aumenta os processos oxidativos de corrosão, o que é expresso pelas maiores densidades de corrente e carga anódica e aumento da perda de massa sofrida pelos eletrodos de ambos os aços. Portanto, os danos da corrosão são mais intensos quando se aumenta a [Cl-]. O aço AISI 1010 é ativo nas soluções de NaCl e a corrosão se propaga livremente de forma uniforme. Para o aço AISI 316L, uma ampla faixa de passividade pode ser vista nas soluções de NaCl; no Epit ocorre a ruptura do filme passivo e o crescimento de pites estáveis. Após 24 h de imersão em soluções de sulfato de sódio (branco) e de ácido naftênico ciclopentanóico ocorre crescimento de filme de óxido e as fases α-Fe2O3, Fe3O4 e δ-FeO(OH) foram identificadas nos espécimes de aço AISI 1010 e Fe3O4 foi identificado nos defeitos do filme prévio presente na superfície do aço AISI 316L. Os filmes formados em solução de ácido ciclopentanóico possuem menor resistência à polarização, maior rugosidade e maior taxa de corrosão quando comparado aos filmes crescidos na solução branco, para ambos os aços. A presença do ácido naftênico muda a forma como a reação de corrosão se procede e contribui para o aumento da corrosão. A corrosão naftênica foi mais pronunciada no aço carbono porque a presença dos elementos de liga no aço inox reduzem o número de sítios ativos ricos em Fe e tornam menos oportuna a ligação do Fe com o naftenato.

Pulsed Nd:YAG laser seam welding of AISI 316L stainless steel thin foils

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Caracterização de camadas nitrocementadas por plasma produzidas no aço inoxidável austenítico AISI 316L

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Plasma nitriding of sintered AISI 316L at several temperatures

Samples of sintered AISI 316L stainless steel were plasma nitrided in a mixture of H-2-20% N-2, for 3 or 4 h. The treatment temperature was selected in 400-550 degreesC interval, in steps of 50 degreesC. X-ray diffraction (glancing angle geometry-GAXRD), conversion electron Mossbauer spectroscopy (CEMS), optical microscopy and Vickers microhardness were used as analytical techniques. For T greater than or equal to 500 degreesC and t = 4 h, a 40-mum layer is formed. The GAXRD results showed a transformation of the austenite gamma phase to the martensite in the sinterization process and showed as well, that the gamma' (Fe4N) phase is the predominant nitride besides small amounts of epsilon-Fe2N, gamma(N) CrN, Cr2O3 and the fcc nitrogen supersatured solid phase gamma(N). The CrN phase seems to decrease with temperature while the gamma(N) phase fraction is almost less than or equal to10%, independently on the temperature. The CEMS results indicated that while the gamma(N) fraction decreases with temperature of plasma nitriding, the gamma' fraction increases proportionally. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Shellac and hydroxyapatitte coatings on titanium niobium and AISI 316L steel surfaces produced by dip-coating

Shellac is a natural resin used for the preservation of fruits, bones and as a coating on drugs. The hydroxyapatite (HA), which is naturally found in human bones, is used as filler to substitute amputated bone or as a coating for prosthetics, promoting bone growth in implants of prostheses. The objective of this work is to immobilize HA from an alcoholic solution of shellac on plates of titanium, niobium and AISI 316L steel using the simple dip-coating method. The corrosion resistance of the uncoated films is compared with ones coated with shellac and shellac plus HA. The deterioration of the film composed of shellac with hydroxyapatite in saline solution follows the ascending order: AISI 316L steel, titanium, niobium. The elemental analysis of the shellac showed that it mainly consists of the elements C, H, N and O. We used the FT-IR spectrum to characterize the shellac and HA. ©The Electrochemical Society.

Influence of ethanol, acidity and chloride concentration on the corrosion resistance of AISI 316L stainless steel

The influence of ethanol, sulfuric acid and chloride on the corrosion resistance of 316L stainless steel was investigated by means of polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy measurements. Over the studied range, the steel corrosion potential was independent of H2SO 4 and NaCl concentrations in aqueous solution. On the other hand, in solution containing 65 wt.% ethanol and 35 wt.% water, the corrosion potentials were higher than those obtained in aqueous solution. Besides, the steel corrosion potential was affected by the addition of H2SO4 and NaCl in solution. In solutions with and without ethanol, plus 0.35 wt.% NaCl, the presence of 1 wt.% H2SO4 inhibited the appearance of pitting corrosion. © 2013 Sociedade Brasileira de Química.

Application of Mossbauer spectroscopy to the study of corrosion resistance in NaCl solution of plasma nitrided AISI 316L stainless steel

Corrosion research in steels is one of the areas in which Mossbauer spectroscopy has become a required analytical technique, since it is a powerful tool for both identifying and quantifying distinctive phases (which contain Fe) with accuracy. In this manuscript, this technique was used to the study of corrosion resistance of plasma nitrided AISI 316L samples in the presence of chloride anions. Plasma nitriding has been carried out using dc glow-discharge, nitriding treatments, in medium of 80 vol.% H-2 and 20 vol.% N-2, at 673 K, and at different time intervals: 2, 4, and 7 h. Treated samples were characterized by means of phase composition and morphological analysis, and electrochemical tests in NaCl aerated solution in order to investigate the influence of treatment time on the microstructure and the corrosion resistance, proved by conversion electron Mossbauer spectroscopy (CEMS), glancing angle X-ray diffraction (GAXRD), scanning electron microscopy (SEM) and potentiodynamic polarization. A modified layer of about 8 gin was observed for all the nitrided samples, independently of the nitriding time. A metastable phase, S phase or gamma(N), was produced. It seems to be correlated with gamma`-Fe-4 N phase. If the gamma(N) fraction decreases, the gamma` fraction increases. The gamma(N) magnetic nature was analyzed. When the nitriding time increases, the results indicate that there is a significant reduction in the relative fraction of the magnetic gamma(N) (in) phase. In contrast, the paramagnetic gamma(N) (p) phase increases. The GAXRD analysis confirms the Mossbauer results, and it also indicates CrN traces for the sample nitrided for 7 h. Corrosion results demonstrate that time in the plasma nitriding treatment plays an important role for the corrosion resistance. The sample treated for 4 h showed the best result of corrosion resistance. It seems that the epsilon/gamma` fraction ratio plays an important role in thin corrosion resistance since this sample shows the maximum value for this ratio. (c) 2008 Published by Elsevier B.V.

Sistemi multistrato per il miglioramento del comportamento tribologico dell'acciaio inossidabile AISI 316L: cementazione a bassa temperatura seguita da deposizione PACVD di carbonio amorfo (a-C:H)

Gli acciai inossidabili austenitici presentano ottime caratteristiche che li rendono ideali in tutti quei settori in cui è richiesta un’elevata resistenza alla corrosione associata a caratteristiche estetiche e funzionali. L’acciaio AISI 316L risulta essere uno dei più studiati ed utilizzati, specie nell’industria alimentare e farmaceutica, dove leapparecchiature debbono poter essere sottoposte ad aggressive procedure di sanificazione. Tuttavia, la modesta resistenza meccanica e la bassa durezza superficiale di questo acciaio determinano un comportamento non soddisfacente dal punto di vista dell’usura da strisciamento in assenza di lubrificanti, situazione che si verifica sovente in molti macchinari dedicati a queste industrie. Tra le varie soluzioni, studiate per migliorare il suo comportamento tribologico, la cementazione a bassa temperatura (LowTemperature Carburizing, LTC) seguita dalla deposizione PE-CVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapour Deposition) di un rivestimento di carbonio amorfo idrogenato (a-C:H), sembra essere molto promettente. In questo lavoro vengono analizzate le caratteristiche tribologiche dell’acciaio AISI 316L cementato a bassa temperatura e rivestito di carbonio amorfo idrogenato, tramite prove tribologiche di strisciamento non lubrificato in geometria di contatto pattino su cilindro. Sono state verificate, inoltre, le caratteristiche microstrutturali e meccaniche superficiali del rivestimento multistrato LTC/a-C:H tramite osservazioni morfologiche/topografiche, analisi in spettroscopia micro-Raman e misure di indentazione strumentata sulle superfici rivestite, seguite da analisi metallografia e misura dei profili di microdurezza Vickers in sezione trasversale. I risultati ottenuti dimostrano che, ai fini di contenere l’effetto negativo legato all’aumento di rugosità dovuto al trattamento LTC, è opportuno effettuare una lucidatura precedente al trattamento stesso, poiché effettuandola successivamente si rischierebbe dicomprometterne lo strato efficace. Inoltre, si osserva come il trattamento LTC incrementi le capacità del substrato di supportare il rivestimento a-C:H, portando ad un miglioramento delle prestazioni tribologiche, nelle prove di strisciamento non lubrificato. Infine, si dimostra come l’utilizzo di un rivestimento a base di carbonio amorfo idrogenato adeguatamente supportato permetta una riduzione dell’attrito (di oltre cinque volte) e dell’usura (di circa dieci ordini di grandezza) rispetto ai corrispondenti materiali non rivestiti.

Valutazione degli effetti dei processi tecnologici sulla resistenza al pitting in soluzione salina di acciao aisi 316L saldato

L'obiettivo di questa tesi è lo studio del comportamento a corrosione per pitting dell’acciaio inox AISI 316L saldato TIG e sottoposto a differenti cicli di laminazione e di ripristino del film passivo.

Effect of Thermal Relaxation on LSP Induced Residual Stresses and Fatigue Life Enhancement of AISI 316L stainless steel

Effect of Thermal Relaxation on LSP Induced Residual Stresses and Fatigue Life Enhancement of AISI 316L stainless steel

Estudio experimental del desgaste del flanco y de la rugosidad superficial en el torneado en seco de alta velocidad del acero AISI 316L

La mejora continua de los procesos de fabricación es fundamental para alcanzar niveles óptimos de productividad, calidad y coste en la producción de componentes y productos. Para ello es necesario disponer de modelos que relacionen de forma precisa las variables que intervienen en el proceso de corte. Esta investigación tiene como objetivo determinar la influencia de la velocidad de corte y el avance en el desgaste del flanco de los insertos de carburos recubiertos GC1115 y GC2015 y en la rugosidad superficial de la pieza mecanizada de la pieza en el torneado de alta velocidad en seco del acero AISI 316L. Se utilizaron entre otros los métodos de observación científica, experimental, medición, inteligencia artificial y estadísticos. El inserto GC1115 consigue el mejor resultado de acuerdo al gráfico de medias y de las ecuaciones de regresión múltiple de desgaste del flanco para v= 350 m/min, mientras que para las restantes velocidades el inserto GC2015 consigue el mejor desempeño. El mejor comportamiento en cuanto a la rugosidad superficial de la pieza mecanizada se obtuvo con el inserto GC1115 en las velocidades de 350 m/min y 400 m/min, en la velocidad de 450 m/min el mejor resultado correspondió al inserto GC2015. Se analizaron dos criterios nuevos, el coeficiente de vida útil de la herramienta de corte en relación al volumen de metal cortado y el coeficiente de rugosidad superficial de la pieza mecanizada en relación al volumen de metal cortado. Fueron determinados los modelos de regresión múltiple que permitieron calcular el tiempo de mecanizado de los insertos sin que alcanzaran el límite del criterio de desgaste del flanco. Los modelos desarrollados fueron evaluados por sus capacidades de predicción con los valores medidos experimentalmente. ABSTRACT The continuous improvement of manufacturing processes is critical to achieving optimal levels of productivity, quality and cost in the production of components and products. This is necessary to have models that accurately relate the variables involved in the cutting process. This research aims to determine the influence of the cutting speed and feed on the flank wear of carbide inserts coated by GC1115 and GC2015 and the surface roughness of the workpiece for turning dry high speed steel AISI 316L. Among various scientific methods this study were used of observation, experiment, measurement, statistical and artificial intelligence. The GC1115 insert gets the best result according to the graph of means and multiple regression equations of flank wear for v = 350 m / min, while for the other speeds the GC2015 insert gets the best performance. Two approaches are discussed, the life ratio of the cutting tool relative to the cut volume and surface roughness coefficient in relation to the cut volume. Multiple regression models were determined to calculate the machining time of the inserts without reaching the limit of the criterion flank wear. The developed models were evaluated for their predictive capabilities with the experimentally measured values.