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ステンレス鋼におけるMnS介在物起点の孔食発生メカニズムの解明

不锈钢中MnS夹杂物引起的点蚀机理的阐明

基本信息

批准号：
12J05158
负责人：
千葉亜耶
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

MnS/鋼境界部の溝状溶解に及ぼす材料側の影響採用1年度目の研究で、MnS/鋼境界部からピットが発生するのは、MnS介在物が溶解することにより生じた硫黄と、環境中の塩化物イオンの相乗作用により、MnS/鋼境界部のステンレス鋼が溝状に溶解することが原因であることを明らかにした。しかし、MnS介在物起点のピット発生の要因としては、MnS/鋼境界部での耐食性の低い層の形成など、材料側の観点からも解析する必要がある。微量S添加SUS304鋼中のMnS/鋼境界部をSTEM観察した結果、組成変化や第二層の形成は観察されなかった。MnS介在物を起点としてピットが発生する原因は、材料側にないことを明らかにした。MnS介在物起点の孔食発生メカニズムの提案採用1年度目の研究では、比較的大きなMnS介在物を含む微量S添加鋼を用いて孔食発生メカニズムの解析を行った。MnS介在物起点の孔食に関する研究では、多くの場合で微量S添加鋼が使用されてきたが、MnS介在物サイズが直径1μm程度である市販の耐食用途鋼におけるピット発生起点・挙動を直接観察した例はこれまでに見当たらない。本研究では、市販の耐食用途鋼において、直径1μm程度の微小MnS/鋼境界部よりピットが発生する様子を世界で初めて直接観察することに成功した。ピット発生挙動は介在物サイズに依存せず同様であり、孔食発生機構の全容を解明することができた。MnS介在物起点の孔食発生メカニズム1)MnS介在物が溶解することにより、介在物の極近傍のみに硫黄が生成する。2)硫黄と環境中の塩化物イオンの相乗作用により、MnS/鋼境界部のステンレス鋼が溝状に溶解する。3)溝内部は閉塞空間であり、鋼の新生面が露出する。また、溝内部ではCr^<3+>の加水分解によるpH低下や、IR-dropによる電位降下が起こる。そのため、溝内部で局部的な活性溶解が起こることが、MnS介在物起点のピット発生であると考えられる。

The effect of MnS/steel boundary on the dissolution of sulfur and sulfur in the environment was studied for one year. The causes of MnS/steel boundary dissolution were analyzed. The main reasons for the growth of MnS medium at the starting point of the material are the formation of the low layer of food resistance at the MnS/steel boundary and the analysis of the temperature at the material side. The results of STEM observation of MnS/steel boundary in SUS 304 steel with trace S addition, composition change and formation of second layer were observed. MnS medium in the material side of the starting point of the reasons for the emergence of the material side of the light A proposal was made for the analysis of MnS medium starting point, pore growth profile and pore growth profile using a year-long study to compare the size of MnS medium containing trace S added steel. The study of MnS medium starting point and pore structure has been carried out in many cases, and trace amount of S added steel has been used in many cases. The MnS medium starting point and pore structure of MnS medium with diameter of about 1 μ m have been directly investigated. This study is the first time in the world to directly investigate the development of micro-MnS/steel boundary particles with a diameter of about 1 μ m. The development process is dependent on the physical environment, and the overall content of the development process is understood. 1) The dissolution of MnS in the medium and the formation of sulfur in the very near vicinity of the medium 2)The phase interaction of compounds in sulfur environment, MnS/steel interface and groove dissolution 3)The inside of the ditch is covered with red space, and the steel is newly exposed. The pH of Cr ^<3 +> in the trench decreases due to hydrolysis, and the potential decreases due to IR-drop. The activity of MnS medium in the interior of the ditch starts to develop.