{"id":1189,"date":"2025-02-21T15:00:29","date_gmt":"2025-02-21T15:00:29","guid":{"rendered":"https:\/\/greenstone-tech.com\/?p=1189"},"modified":"2025-10-31T02:34:19","modified_gmt":"2025-10-31T02:34:19","slug":"vliv-antarkticke-atmosfericke-koroze-na-korozni-a-opotrebitelne-vlastnosti-povlaku-laseroveho-plaste","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/effects-of-antarctic-atmospheric-exposure-corrosion-on-corrosion-and-wear-properties-of-laser-cladding-coatings\/","title":{"rendered":"Vliv antarktick\u00e9 atmosf\u00e9rick\u00e9 expozice na korozi a opot\u0159eben\u00ed laserem nan\u00e1\u0161en\u00fdch povlak\u016f"},"content":{"rendered":"

S rozvojem pr\u016fzkumu pol\u00e1rn\u00edch zdroj\u016f a pol\u00e1rn\u00ed lodn\u00ed dopravy se zna\u010dn\u00e1 pozornost zam\u011b\u0159ila na materi\u00e1ly pro pol\u00e1rn\u00ed za\u0159\u00edzen\u00ed a ochrann\u00e9 technologie proti po\u0161kozen\u00ed v extr\u00e9mn\u00edch prost\u0159ed\u00edch. K \u0159e\u0161en\u00ed pot\u0159eb antikorozn\u00ed ochrany oceli pro n\u00e1mo\u0159n\u00ed techniku a hodnocen\u00ed vlastnost\u00ed nerezov\u00e9 oceli v podm\u00ednk\u00e1ch n\u00edzk\u00fdch teplot byla pou\u017eita technologie laserov\u00e9ho pl\u00e1tov\u00e1n\u00ed k v\u00fdrob\u011b povlak\u016f z austenitick\u00e9 nerezov\u00e9 oceli 316L a duplexn\u00ed nerezov\u00e9 oceli 2205 na povrchu oceli FH690. Tyto povlaky byly podrobeny jednoro\u010dn\u00ed zkou\u0161ce v atmosf\u00e9rick\u00e9m prost\u0159ed\u00ed stanice Zhongshan v Antarktid\u011b. V\u00fdsledky uk\u00e1zaly, \u017ee povlaky z nerezov\u00e9 oceli \u00fa\u010dinn\u011b sni\u017euj\u00ed rychlost koroze podkladu z mo\u0159sk\u00e9 oceli. Byla analyzov\u00e1na mikrostruktura, mikrotvrdost, tribologick\u00e9 chov\u00e1n\u00ed, elektrochemick\u00e9 korozn\u00ed chov\u00e1n\u00ed a stabilita vzork\u016f v pol\u00e1rn\u00edch n\u00edzkoteplotn\u00edch podm\u00ednk\u00e1ch. Zji\u0161t\u011bn\u00ed uk\u00e1zala, \u017ee povlak 316L vykazoval malou d\u016flkovou korozi, zat\u00edmco povlak 2205 vykazoval m\u00edrnou selektivn\u00ed korozi. Oba povlaky si zachovaly \u00farove\u0148 mikrotvrdosti a odolnosti proti opot\u0159eben\u00ed p\u0159ed expozic\u00ed, s m\u00edrn\u00fdm sn\u00ed\u017een\u00edm korozn\u00ed odolnosti. Laserem pl\u00e1tovan\u00e9 povlaky z korozivzdorn\u00e9 oceli prok\u00e1zaly stabilitu f\u00e1zov\u00e9 struktury a v\u00fdkonnost v prost\u0159ed\u00ed antarktick\u00e9 atmosf\u00e9rick\u00e9 expozice a poskytovaly \u00fa\u010dinnou ochranu ocelov\u00e9ho substr\u00e1tu p\u0159i n\u00edzk\u00fdch teplot\u00e1ch. Tyto v\u00fdsledky nab\u00edzej\u00ed cennou podporu p\u0159i posuzov\u00e1n\u00ed p\u0159izp\u016fsobivosti materi\u00e1l\u016f pou\u017e\u00edvan\u00fdch v pol\u00e1rn\u00edch za\u0159\u00edzen\u00edch na prost\u0159ed\u00ed a p\u0159i v\u00fdvoji technologi\u00ed korozivzdorn\u00fdch povlak\u016f.<\/p>\n\n\n\n

V posledn\u00edch letech, v souvislosti s glob\u00e1ln\u00edm oteplov\u00e1n\u00edm, nedostatkem zdroj\u016f a zm\u011bnami \u017eivotn\u00edho prost\u0159ed\u00ed, se pr\u016fzkumu pol\u00e1rn\u00edch zdroj\u016f, rozvoji pol\u00e1rn\u00ed lodn\u00ed dopravy a ochran\u011b pol\u00e1rn\u00edch z\u00e1jm\u016f v\u011bnuje st\u00e1le v\u011bt\u0161\u00ed pozornost ze strany st\u00e1t\u016f po cel\u00e9m sv\u011bt\u011b. V\u00fdzkumem bylo zji\u0161t\u011bno, \u017ee v arktick\u00e9 oblasti se nach\u00e1z\u00ed p\u0159ibli\u017en\u011b 30% nevyu\u017eit\u00fdch sv\u011btov\u00fdch z\u00e1sob zemn\u00edho plynu a 13% nevyu\u017eit\u00fdch z\u00e1sob ropy, zat\u00edmco v Antarktid\u011b se nach\u00e1z\u00ed nejv\u011bt\u0161\u00ed uheln\u00e9 pole na sv\u011bt\u011b, kter\u00e9 se nach\u00e1z\u00ed pod ledov\u00fdm p\u0159\u00edkrovem v\u00fdchodn\u00ed Antarktidy a jeho\u017e z\u00e1soby se odhaduj\u00ed na 500 miliard tun. V procesech pr\u016fzkumu, rozvoje a ochrany pol\u00e1rn\u00edch oblast\u00ed m\u00e1 z\u00e1sadn\u00ed v\u00fdznam provozn\u00ed v\u00fdkonnost vysoce v\u00fdkonn\u00fdch pol\u00e1rn\u00edch za\u0159\u00edzen\u00ed, jako jsou ledoborce, pob\u0159e\u017en\u00ed plo\u0161iny a pozemn\u00ed stanice. Pol\u00e1rn\u00ed prost\u0159ed\u00ed je v\u0161ak slo\u017eit\u00e9 a drsn\u00e9, s pr\u016fm\u011brnou ro\u010dn\u00ed teplotou p\u0159ibli\u017en\u011b -22,3 \u00b0C v Arktid\u011b a mezi -28,9 \u00b0C a -35 \u00b0C na cel\u00e9m antarktick\u00e9m kontinentu. Pouze 1 a\u017e 4 m\u011bs\u00edce v roce se pr\u016fm\u011brn\u00e9 m\u011bs\u00ed\u010dn\u00ed teploty pohybuj\u00ed mezi 0 \u00b0C a 10 \u00b0C, p\u0159i\u010dem\u017e extr\u00e9mn\u00ed pov\u011btrnostn\u00ed podm\u00ednky sni\u017euj\u00ed provozn\u00ed teploty a\u017e na -70 \u00b0C. V kombinaci se such\u00fdmi vich\u0159icemi, intenzivn\u00edm ultrafialov\u00fdm z\u00e1\u0159en\u00edm, cykly zmrazov\u00e1n\u00ed a rozmrazov\u00e1n\u00ed a bou\u0159liv\u00fdmi sn\u011bhov\u00fdmi sr\u00e1\u017ekami je pol\u00e1rn\u00ed za\u0159\u00edzen\u00ed vystaveno dlouhodob\u00e9mu a v\u00e1\u017en\u00e9mu korozn\u00edmu po\u0161kozen\u00ed v d\u016fsledku p\u016fsoben\u00ed n\u00edzk\u00fdch teplot v atmosf\u00e9\u0159e. U pohybliv\u00fdch sou\u010d\u00e1st\u00ed ledoborc\u016f, vrtn\u00fdch souprav a skladovac\u00edch syst\u00e9m\u016f je t\u0159eba br\u00e1t v \u00favahu tak\u00e9 dal\u0161\u00ed po\u0161kozen\u00ed zp\u016fsoben\u00e9 nam\u00e1h\u00e1n\u00edm a opot\u0159eben\u00edm. Proto je p\u0159izp\u016fsobivost materi\u00e1l\u016f pro pol\u00e1rn\u00ed za\u0159\u00edzen\u00ed vliv\u016fm prost\u0159ed\u00ed ji\u017e dlouho st\u0159edem pozornosti rozs\u00e1hl\u00e9ho v\u011bdeck\u00e9ho v\u00fdzkumu.<\/p>\n\n\n\n

V sou\u010dasn\u00e9 dob\u011b se kovov\u00e9 materi\u00e1ly pro pol\u00e1rn\u00ed za\u0159\u00edzen\u00ed skl\u00e1daj\u00ed p\u0159edev\u0161\u00edm z n\u00edzkoteplotn\u00edch ocel\u00ed, co\u017e jsou vysoce v\u00fdkonn\u00e9 oceli navr\u017een\u00e9 tak, aby vykazovaly vynikaj\u00edc\u00ed hou\u017eevnatost a sva\u0159itelnost p\u0159i n\u00edzk\u00fdch teplot\u00e1ch. Obvykle se jedn\u00e1 o n\u00edzkolegovan\u00e9 oceli na b\u00e1zi feritu a austenitick\u00e9 nerezov\u00e9 oceli Fe-Cr-Ni. N\u00edzkolegovan\u00e9 n\u00edzkoteplotn\u00ed oceli jsou \u0161iroce vyu\u017e\u00edv\u00e1ny d\u00edky sv\u00e9 cenov\u00e9 v\u00fdhodnosti a b\u011b\u017en\u011b se vyr\u00e1b\u011bj\u00ed pomoc\u00ed termomechanick\u00e9ho regula\u010dn\u00edho procesu (TMCP), kter\u00fd zvy\u0161uje pevnost, hou\u017eevnatost, sva\u0159itelnost a sni\u017euje obsah uhl\u00edku. Wang Chaoyi a spol. provedli sva\u0159ovac\u00ed experimenty pomoc\u00ed sva\u0159ov\u00e1n\u00ed pod tavidlem na 54 mm tlust\u00e9 n\u00edzkoteplotn\u00ed oceli t\u0159\u00eddy 460 MPa pro pol\u00e1rn\u00ed lod\u011b vyroben\u00e9 pomoc\u00ed TMCP. Zjistili, \u017ee p\u0159i extr\u00e9mn\u011b n\u00edzk\u00e9 teplot\u011b -70 \u00b0C vykazovaly vzorky z tepeln\u011b ovlivn\u011bn\u00e9 z\u00f3ny s jednoduchou bainitickou mikrostrukturou k\u0159ehk\u00fd lom, zat\u00edmco z\u00e1kladn\u00ed materi\u00e1l s dvouf\u00e1zovou feriticko-bainitickou mikrostrukturou vykazoval vy\u0161\u0161\u00ed lomovou pevnost a v\u011bt\u0161\u00ed odolnost proti \u0161\u00ed\u0159en\u00ed trhlin. Sun Shibin a kol. zkoumali tribologick\u00e9 chov\u00e1n\u00ed plech\u016f z n\u00e1mo\u0159n\u00ed oceli TMCP FH36 o r\u016fzn\u00fdch tlou\u0161\u0165k\u00e1ch p\u0159i teplot\u00e1ch 20 \u00b0C, -5 \u00b0C a -20 \u00b0C. Jejich zji\u0161t\u011bn\u00ed uk\u00e1zala, \u017ee povrchov\u00e1 mikrostruktura se skl\u00e1dala p\u0159edev\u0161\u00edm z feritu a perlitu, zat\u00edmco v oblasti st\u0159edn\u00ed tlou\u0161\u0165ky se vyskytoval ferit, perlit a zrnit\u00fd bainit. Mikrostruktura p\u0159\u00edmo ovliv\u0148ovala tvrdost a odolnost proti opot\u0159eben\u00ed, p\u0159i\u010dem\u017e dominantn\u00edm mechanismem bylo abrazivn\u00ed opot\u0159eben\u00ed, doprov\u00e1zen\u00e9 \u00fanavov\u00fdm a adhezn\u00edm opot\u0159eben\u00edm. Se sni\u017euj\u00edc\u00ed se teplotou se zvy\u0161ovala lok\u00e1ln\u00ed povrchov\u00e1 tvrdost, ale odtrh\u00e1v\u00e1n\u00ed materi\u00e1lu v d\u016fsledku t\u0159en\u00ed zhor\u0161ovalo opot\u0159eben\u00ed, co\u017e vedlo k \u0161ir\u0161\u00edm a hlub\u0161\u00edm stop\u00e1m opot\u0159eben\u00ed a zv\u011bt\u0161ov\u00e1n\u00ed objemu opot\u0159eben\u00ed. Li a kol. studovali po\u010d\u00e1te\u010dn\u00ed korozn\u00ed chov\u00e1n\u00ed n\u00edzkoteplotn\u00ed oceli EH36 v simulovan\u00e9m pol\u00e1rn\u00edm mo\u0159sk\u00e9m atmosf\u00e9rick\u00e9m prost\u0159ed\u00ed a konstatovali, \u017ee koroze z\u016fst\u00e1v\u00e1 p\u0159i n\u00edzk\u00fdch teplot\u00e1ch ve zrychlen\u00e9 f\u00e1zi s rychlost\u00ed 0,47 g-m-\u00b2-h-\u00b9. Vysokopevnostn\u00ed n\u00edzkoteplotn\u00ed ocel FH690 nab\u00edz\u00ed vynikaj\u00edc\u00ed n\u00edzkoteplotn\u00ed mechanick\u00e9 vlastnosti; v prost\u0159ed\u00ed s kombinovan\u00fdm po\u0161kozen\u00edm opot\u0159eben\u00edm a koroz\u00ed v\u0161ak voln\u00e9 a por\u00e9zn\u00ed korozn\u00ed produkty neodol\u00e1vaj\u00ed t\u0159ec\u00edm smykov\u00fdm sil\u00e1m a galvanick\u00e1 koroze mezi obna\u017een\u00fdm substr\u00e1tem a produkty opot\u0159eben\u00ed d\u00e1le urychluje degradaci. Mikrostruktura n\u00edzkolegovan\u00fdch n\u00edzkoteplotn\u00edch ocel\u00ed je n\u00e1chyln\u00e1 ke zm\u011bn\u00e1m vyvolan\u00fdm teplem a mechanick\u00fdmi silami, co\u017e vede k nestabilit\u011b mechanick\u00fdch a opot\u0159ebiteln\u00fdch vlastnost\u00ed. Absence pasiva\u010dn\u00edch prvk\u016f nav\u00edc vede k rychl\u00e9 korozi v mo\u0159sk\u00e9m prost\u0159ed\u00ed Cl-, co\u017e v\u00fdrazn\u011b sni\u017euje \u017eivotnost v podm\u00ednk\u00e1ch spojen\u00e9ho opot\u0159eben\u00ed a koroze.<\/p>\n\n\n\n

Po\u0161kozen\u00ed materi\u00e1lu, jako je opot\u0159eben\u00ed a koroze, obvykle vznik\u00e1 na povrchu. Vyu\u017eit\u00edm technologi\u00ed pl\u00e1tov\u00e1n\u00ed vysokoenergetick\u00fdm paprskem k v\u00fdrob\u011b vysoce v\u00fdkonn\u00fdch povlak\u016f s integrovanou odolnost\u00ed proti n\u00edzkoteplotn\u00edmu opot\u0159eben\u00ed a korozi na povrchu hou\u017eevnat\u00e9, n\u00edzkoteplotn\u00ed n\u00e1mo\u0159n\u00ed technick\u00e9 oceli lze dos\u00e1hnout v\u00fdznamn\u00e9ho zlep\u0161en\u00ed provozn\u00edch vlastnost\u00ed technick\u00fdch za\u0159\u00edzen\u00ed v extr\u00e9mn\u00edch pol\u00e1rn\u00edch prost\u0159ed\u00edch. Povlaky p\u0159ipraven\u00e9 pomoc\u00ed laserov\u00e9ho pl\u00e1tov\u00e1n\u00ed na podkladech z oceli EH32 pro lodn\u00ed pou\u017eit\u00ed vykazovaly po testech mrazu a koroze za n\u00edzk\u00fdch teplot p\u0159i -80 \u00b0C vy\u0161\u0161\u00ed tvrdost a odolnost proti opot\u0159eben\u00ed ve srovn\u00e1n\u00ed s podkladem. V\u00fdb\u011br vhodn\u00fdch vysoce v\u00fdkonn\u00fdch povlakov\u00fdch materi\u00e1l\u016f m\u00e1 z\u00e1sadn\u00ed v\u00fdznam pro zv\u00fd\u0161en\u00ed \u017eivotnosti lodn\u00ed oceli. Nerezov\u00e1 ocel se svou vynikaj\u00edc\u00ed odolnost\u00ed proti korozi \u0159e\u0161\u00ed nedostatek pasiva\u010dn\u00edch prvk\u016f v n\u00edzkoteplotn\u00ed n\u00e1mo\u0159n\u00ed oceli a jako slitina na b\u00e1zi \u017eeleza zaji\u0161\u0165uje pevn\u00e9 metalurgick\u00e9 spojen\u00ed b\u011bhem procesu pl\u00e1tov\u00e1n\u00ed. Austenitick\u00e1 korozivzdorn\u00e1 ocel postr\u00e1d\u00e1 p\u0159i n\u00edzk\u00fdch teplot\u00e1ch p\u0159echod mezi tv\u00e1rnost\u00ed a k\u0159ehkost\u00ed a nab\u00edz\u00ed v\u00fdjime\u010dnou r\u00e1zovou hou\u017eevnatost a odolnost proti korozi. Duplexn\u00ed korozivzdorn\u00e1 ocel poskytuje vy\u0161\u0161\u00ed pevnost a lep\u0161\u00ed odolnost proti opot\u0159eben\u00ed, p\u0159i\u010dem\u017e \u0159\u00edzen\u00e9 sr\u00e1\u017een\u00ed sekund\u00e1rn\u00edch f\u00e1z\u00ed zachov\u00e1v\u00e1 dobrou hou\u017eevnatost. Nepravideln\u00e1 prom\u011bnlivost pol\u00e1rn\u00edho klimatu komplikuje simulaci korozn\u00edch zkou\u0161ek p\u0159i atmosf\u00e9rick\u00e9 expozici, a proto je nejspolehliv\u011bj\u0161\u00ed metodou hodnocen\u00ed dlouhodob\u00e1 atmosf\u00e9rick\u00e1 expozice v pol\u00e1rn\u00edch oblastech.<\/p>\n\n\n\n

Tato studie se zab\u00fdv\u00e1 po\u017eadavky na materi\u00e1ly pro pol\u00e1rn\u00ed technick\u00e9 vybaven\u00ed a pot\u0159ebou ochrany proti po\u0161kozen\u00ed v extr\u00e9mn\u00edch podm\u00ednk\u00e1ch. K v\u00fdrob\u011b povlak\u016f z austenitick\u00e9 nerezov\u00e9 oceli 316L a duplexn\u00ed nerezov\u00e9 oceli 2205 na povrchu oceli FH690 byla pou\u017eita technologie laserov\u00e9ho pl\u00e1tov\u00e1n\u00ed, po n\u00ed\u017e n\u00e1sledovalo testov\u00e1n\u00ed v atmosf\u00e9rick\u00e9m prost\u0159ed\u00ed stanice Zhongshan v Antarktid\u011b. Byla analyzov\u00e1na mikrotvrdost, tribologick\u00e9 chov\u00e1n\u00ed, elektrochemick\u00e9 korozn\u00ed chov\u00e1n\u00ed a stabilita vzork\u016f v pol\u00e1rn\u00edch n\u00edzkoteplotn\u00edch podm\u00ednk\u00e1ch, aby se z\u00edskaly poznatky o p\u0159izp\u016fsobivosti materi\u00e1l\u016f pol\u00e1rn\u00edch za\u0159\u00edzen\u00ed prost\u0159ed\u00ed a jejich ochran\u011b proti korozi. Byla zkoum\u00e1na ochrann\u00e1 \u00fa\u010dinnost laserem pl\u00e1tovan\u00fdch povlak\u016f 316L a 2205 na oceli FH690 v prost\u0159ed\u00ed antarktick\u00e9 atmosf\u00e9rick\u00e9 expozice.<\/p>\n\n\n\n

Experiment\u00e1ln\u00ed p\u0159\u00edprava
1.1 P\u0159\u00edprava n\u00e1t\u011bru a podm\u00ednky antarktick\u00e9 expozice
Materi\u00e1lem substr\u00e1tu pou\u017eit\u00fdm v tomto experimentu byla ocel FH690 o rozm\u011brech 100 mm \u00d7 25 mm \u00d7 10 mm. Povrch byl nejprve vyle\u0161t\u011bn smirkov\u00fdm pap\u00edrem o zrnitosti 1500, aby se dos\u00e1hlo rovnom\u011brn\u00e9ho po\u0161kr\u00e1b\u00e1n\u00ed, n\u00e1sledovalo ultrazvukov\u00e9 \u010di\u0161t\u011bn\u00ed bezvod\u00fdm ethanolem, aby se odstranily povrchov\u00e9 ne\u010distoty a olej, a pot\u00e9 byl vysu\u0161en pro dal\u0161\u00ed pou\u017eit\u00ed. Jako povlakovac\u00ed materi\u00e1ly byly vybr\u00e1ny pr\u00e1\u0161ky ze slitin nerezov\u00e9 oceli 316L a 2205 s velikost\u00ed \u010d\u00e1stic od 48 do 74 \u03bcm, kter\u00e9 byly p\u0159ed pl\u00e1tov\u00e1n\u00edm su\u0161eny ve vakuu p\u0159i 50 \u00b0C po dobu 24 hodin.<\/p>\n\n\n\n

Pr\u00e1\u0161ky slitin byly rovnom\u011brn\u011b naneseny na povrch substr\u00e1tu metodou p\u0159ednastaven\u00e9ho pr\u00e1\u0161ku o tlou\u0161\u0165ce povlaku p\u0159ibli\u017en\u011b 2 mm a rovinn\u00e9m rozm\u011bru 50 mm \u00d7 25 mm. Pro pl\u00e1tov\u00e1n\u00ed byl pou\u017eit polovodi\u010dov\u00fd laser s vl\u00e1knovou vazbou (RECI Laser, DAC4000) s maxim\u00e1ln\u00edm v\u00fdstupn\u00edm v\u00fdkonem 4 kW. Parametry pl\u00e1tov\u00e1n\u00ed byly n\u00e1sleduj\u00edc\u00ed: v\u00fdkon laseru 1,6 kW, pr\u016fm\u011br bodu 2 mm, rychlost skenov\u00e1n\u00ed 800 mm\/min, rychlost p\u0159ekryt\u00ed 25% a ochrana argonovou atmosf\u00e9rou. Po pl\u00e1tov\u00e1n\u00ed byly povlaky vyle\u0161t\u011bny smirkov\u00fdm pap\u00edrem zrnitosti 1500, aby odpov\u00eddaly stavu substr\u00e1tu, na ur\u010dit\u00fdch m\u00edstech byly vyvrt\u00e1ny otvory pro mont\u00e1\u017e vzork\u016f a po\u010d\u00e1te\u010dn\u00ed stav vzork\u016f byl vyfotografov\u00e1n a zv\u00e1\u017een.<\/p>\n\n\n\n

Fixace vzork\u016f pro atmosf\u00e9rickou expozici v Antarktid\u011b se \u0159\u00eddila normou GB\/T 14165-2008, p\u0159i\u010dem\u017e povrch vzorku byl um\u00edst\u011bn pod \u00fahlem 45\u00b0 k vodorovn\u00e9 rovin\u011b, jak je zn\u00e1zorn\u011bno na obr\u00e1zku 1. Vzorky byly um\u00edst\u011bny na stanici Zhongshan v Antarktid\u011b na dobu trv\u00e1n\u00ed testu 1 rok (prosinec 2022 a\u017e prosinec 2023). Po vyzvednut\u00ed byly vzorky vyfotografov\u00e1ny a vzorky s korozn\u00edmi produkty byly pono\u0159eny do roztoku na odstra\u0148ov\u00e1n\u00ed rzi obsahuj\u00edc\u00edho 100 ml HCl, 100 ml deionizovan\u00e9 vody a 0,3 g hexamethylentetraminu pro ultrazvukov\u00e9 \u010di\u0161t\u011bn\u00ed. Pot\u00e9 byly vzorky opl\u00e1chnuty alkoholem, vysu\u0161eny, vyfotografov\u00e1ny a zv\u00e1\u017eeny. Dr\u00e1tov\u00fdm elektroerozivn\u00edm obr\u00e1b\u011bn\u00edm byly vzorky zpracov\u00e1ny na men\u0161\u00ed vzorky o plo\u0161e 10 \u00d7 10 mm pro n\u00e1sledn\u00e9 testov\u00e1n\u00ed.<\/p>\n\n\n\n

1.2 Charakterizace vzorku a testov\u00e1n\u00ed v\u00fdkonu p\u0159ed a po expozici v Antarktid\u011b
Povlaky p\u0159ed a po vystaven\u00ed antarktick\u00e9 atmosf\u00e9\u0159e byly charakterizov\u00e1ny z hlediska morfologie, slo\u017een\u00ed a f\u00e1zov\u00e9 struktury pomoc\u00ed rastrovac\u00edho elektronov\u00e9ho mikroskopu (SEM, ZEISS Gemini300), rentgenov\u00e9ho energiov\u011b disperzn\u00edho spektrometru (EDS, Oxford INCA 80), rentgenov\u00e9ho difraktometru (XRD, Bruker D8 Advance) a konfok\u00e1ln\u00edho laserov\u00e9ho skenovac\u00edho mikroskopu (CLSM, Keyence VK-X250).<\/p>\n\n\n\n

Mikrotvrdost byla m\u011b\u0159ena pomoc\u00ed Vickersova mikrotvrdom\u011bru (Veiyee QHV-1000SPTA) ve 20 n\u00e1hodn\u011b vybran\u00fdch bodech na povrchu povlaku p\u0159i zat\u00ed\u017een\u00ed 200 g a dob\u011b zdr\u017een\u00ed 15 s. Jako povrchov\u00e1 tvrdost povlaku byl br\u00e1n pr\u016fm\u011br 20 m\u011b\u0159en\u00ed. Line\u00e1rn\u00ed tribologick\u00e9 chov\u00e1n\u00ed povlak\u016f p\u0159i such\u00e9m klouz\u00e1n\u00ed bylo hodnoceno na multifunk\u010dn\u00edm stroji pro zkou\u0161en\u00ed t\u0159en\u00ed a opot\u0159eben\u00ed (Rtec MFT-5000) s p\u016fsob\u00edc\u00ed norm\u00e1lovou silou 10 N, dobou opot\u0159eben\u00ed 1800 s, vratnou vzd\u00e1lenost\u00ed 3 mm a keramickou kuli\u010dkou SiN (pr\u016fm\u011br 6,35 mm) jako protiplochou. Stopy opot\u0159eben\u00ed byly analyzov\u00e1ny pomoc\u00ed trojrozm\u011brn\u00e9ho morfometru (Bruker Contour GT-K). Korozn\u00ed chov\u00e1n\u00ed p\u0159i teplot\u011b 10 \u00b1 0,1 \u00b0C bylo hodnoceno pomoc\u00ed elektrochemick\u00e9 pracovn\u00ed stanice (Gamry Reference 3000) v roztoku 3,5 hm.% NaCl s t\u0159\u00edelektrodov\u00fdm syst\u00e9mem: platinov\u00fd dr\u00e1tek jako protielektroda, Ag\/AgCl elektroda jako referen\u010dn\u00ed elektroda a povlak jako pracovn\u00ed elektroda, zapouzd\u0159en\u00e1 v epoxidov\u00e9 prysky\u0159ici, aby se odkryla pracovn\u00ed plocha 10 \u00d7 10 mm. Testov\u00e1n\u00ed potenci\u00e1lu otev\u0159en\u00e9ho obvodu (OCP) bylo prov\u00e1d\u011bno po dobu 1800 s p\u0159i vzorkovac\u00ed frekvenci 0,5 s-\u00b9, n\u00e1sledovan\u00e9 elektrochemickou impedan\u010dn\u00ed spektroskopi\u00ed (EIS) p\u0159i OCP s frekven\u010dn\u00edm rozsahem 100 kHz a\u017e 10 mHz. Potenciodynamick\u00e1 polarizace byla prov\u00e1d\u011bna p\u0159i rychlosti skenov\u00e1n\u00ed 1 mV-s-\u00b9, po\u010d\u00ednaje po\u010d\u00e1te\u010dn\u00edm potenci\u00e1lem -0,3 V vzhledem k OCP a kon\u010de, kdy\u017e anodick\u00e1 polariza\u010dn\u00ed proudov\u00e1 hustota dos\u00e1hla 1 mA-cm-\u00b2, \u010d\u00edm\u017e vznikla Tafelova polariza\u010dn\u00ed k\u0159ivka. Ka\u017ed\u00e1 tribologick\u00e1 a elektrochemick\u00e1 zkou\u0161ka byla opakov\u00e1na nejm\u00e9n\u011b t\u0159ikr\u00e1t, aby byla zaji\u0161t\u011bna p\u0159esnost.<\/p>\n\n\n\n

2 V\u00fdsledky a diskuse
2.1 Morfologie a anal\u00fdza hmotnostn\u00edch ztr\u00e1t
Mikroskopick\u00e1 morfologie povlak\u016f po p\u0159\u00edprav\u011b je zn\u00e1zorn\u011bna na obr\u00e1zku 2. Oba povlaky dos\u00e1hly uspokojiv\u00e9ho metalurgick\u00e9ho spojen\u00ed se substr\u00e1tem a vykazovaly rovnom\u011brnou a hustou strukturu bez defekt\u016f, jako jsou trhliny, p\u00f3ry, inkluze nebo nedostate\u010dn\u00e9 spojen\u00ed na rozhran\u00ed. Anal\u00fdza slo\u017een\u00ed kl\u00ed\u010dov\u00fdch prvk\u016f v povlac\u00edch je uvedena v tabulce 1. Cr a Mo, kritick\u00e9 prvky odoln\u00e9 proti d\u016flkov\u00e9 korozi v korozivzdorn\u00e9 oceli, tvo\u0159\u00ed v korozivn\u00edm prost\u0159ed\u00ed hust\u00fd pasiva\u010dn\u00ed film, zat\u00edmco Ni je prim\u00e1rn\u00edm prvkem stabilizuj\u00edc\u00edm austenit. Laserov\u00e9 pl\u00e1tov\u00e1n\u00ed sice dosahuje metalurgick\u00e9ho spojen\u00ed mezi povlakem a substr\u00e1tem, ale vn\u00e1\u0161\u00ed do povlaku ur\u010dit\u00e9 z\u0159ed\u011bn\u00ed, p\u0159i\u010dem\u017e prvky ze substr\u00e1tu migruj\u00ed do povlaku, co\u017e vede k m\u00edrn\u011b ni\u017e\u0161\u00edmu obsahu Cr a Ni ve srovn\u00e1n\u00ed s nomin\u00e1ln\u00edm slo\u017een\u00edm obou korozivzdorn\u00fdch ocel\u00ed.<\/p>\n\n\n\n

Obr\u00e1zek 3 zn\u00e1zor\u0148uje makroskopickou morfologii obou povlak\u016f z nerezov\u00e9 oceli v po\u010d\u00e1te\u010dn\u00edm stavu, po 1 roce expozice na stanici Zhongshan v Antarktid\u011b a po odstran\u011bn\u00ed rzi. V po\u010d\u00e1te\u010dn\u00edm stavu vykazovaly ocelov\u00fd substr\u00e1t FH690, povlak 316L a povlak 2205 jasn\u00fd kovov\u00fd lesk (obr. 3a, 3d) s vynikaj\u00edc\u00edmi povrchov\u00fdmi vlastnostmi. Po jednom roce expozice na stanici Zhongshan z\u016fstaly povlaky dob\u0159e spojeny s podkladem bez prasklin nebo delaminace. Ocelov\u00fd substr\u00e1t FH690 podl\u00e9hal korozi, reagoval s kysl\u00edkem za vzniku rovnom\u011brn\u00e9, voln\u00e9 vrstvy oxidu, kter\u00e1 p\u0159ech\u00e1zela z kovov\u00e9ho lesku do hn\u011bdav\u00e9ho odst\u00ednu (obr. 3b, 3e). Mezi hlavn\u00ed korozn\u00ed produkty oceli FH690 v mo\u0159sk\u00e9m atmosf\u00e9rick\u00e9m prost\u0159ed\u00ed pat\u0159\u00ed \u03b1-FeOOH, \u03b2-FeOOH a Fe\u2083O\u2084. De\u0161t\u011b a sn\u011b\u017een\u00ed v Antarktid\u011b, um\u00edst\u011bn\u00e9 pod \u00fahlem 45\u00b0 k zemi, zp\u016fsobily, \u017ee korozn\u00ed produkty z podkladu FH690 st\u00e9kaly na povlaky a n\u011bkter\u00e9 oblasti se zbarvily do \u0161edohn\u011bda. Po odstran\u011bn\u00ed rzi \u0161edohn\u011bd\u00e9 korozn\u00ed produkty na povrchu n\u00e1t\u011br\u016f zmizely a morfologie povrchu n\u00e1t\u011br\u016f 316L a 2205 vykazovala minim\u00e1ln\u00ed odchylky od v\u00fdchoz\u00edho stavu (obr. 3c, 3f), co\u017e sv\u011bd\u010d\u00ed o \u00fa\u010dinn\u00e9 ochran\u011b substr\u00e1tu FH690.<\/p>\n\n\n\n

Byly pops\u00e1ny mikroskopick\u00e9 vlastnosti n\u00edzkolegovan\u00fdch ocel\u00ed po korozi v antarktick\u00e9m atmosf\u00e9rick\u00e9m prost\u0159ed\u00ed, kter\u00e9 obvykle vytv\u00e1\u0159ej\u00ed blokov\u00e9, lamelov\u00e9 nebo pl\u00e1tkov\u00e9 korozn\u00ed produkty doprov\u00e1zen\u00e9 trhlinami a d\u016flkov\u00fdmi prvky. Mikroskopick\u00e1 morfologie dvou povlak\u016f z nerezov\u00e9 oceli po jednom roce atmosf\u00e9rick\u00e9 expozice na stanici Zhongshan je zn\u00e1zorn\u011bna na obr\u00e1zku 4. Povrch povlaku 316L vykazoval \u010detn\u00e9 d\u016flky se zanedbateln\u00fdmi rozd\u00edly v obsahu kovov\u00fdch prvk\u016f uvnit\u0159 a vn\u011b d\u016flk\u016f, a\u010dkoli obsah kysl\u00edku byl vy\u0161\u0161\u00ed na st\u011bn\u00e1ch d\u016flk\u016f. Nerezov\u00e1 ocel je z\u00e1visl\u00e1 na snadno pasivuj\u00edc\u00edch prvc\u00edch, jako jsou Cr a Mo, kter\u00e9 vytv\u00e1\u0159ej\u00ed hust\u00fd oxidov\u00fd film odol\u00e1vaj\u00edc\u00ed korozi Cl-; vy\u0161\u0161\u00ed obsah kysl\u00edku indikuje hust\u0161\u00ed pasiva\u010dn\u00ed film, p\u0159i\u010dem\u017e oblasti s ni\u017e\u0161\u00edm obsahem pasiva\u010dn\u00edho filmu jsou p\u0159ednostn\u011b korodov\u00e1ny. Povrch povlaku 2205 vykazoval selektivn\u00ed korozn\u00ed charakteristiky, p\u0159i\u010dem\u017e austenitov\u00e9 oblasti (B2) s ni\u017e\u0161\u00edm obsahem Cr korodovaly p\u0159ednostn\u011b, zat\u00edmco feritov\u00e9 oblasti (B1) s vy\u0161\u0161\u00edm obsahem Cr vykazovaly vy\u0161\u0161\u00ed obsah kysl\u00edku a lep\u0161\u00ed kvalitu pasiva\u010dn\u00edho filmu.<\/p>\n\n\n\n

\"Vliv<\/figure>\n\n\n\n

Laserov\u00e1 konfok\u00e1ln\u00ed morfologie dvou povlak\u016f z nerezov\u00e9 oceli po jednom roce vystaven\u00ed atmosf\u00e9rick\u00fdm vliv\u016fm na stanici Zhongshan v Antarktid\u011b je zn\u00e1zorn\u011bna na obr\u00e1zku 5. Povlak 316L vykazoval \u010detn\u00e1 mal\u00e1 m\u00edsta d\u016flkov\u00e9 koroze, p\u0159i\u010dem\u017e n\u011bkter\u00e9 mal\u00e9 d\u016flky se shlukovaly a spojovaly do v\u011bt\u0161\u00edch d\u016flk\u016f, z nich\u017e nejhlub\u0161\u00ed dosahoval 12,89 \u03bcm. Naproti tomu povlak 2205 nevykazoval \u017e\u00e1dn\u00e9 znaky d\u016flkov\u00e9 koroze, proch\u00e1zel p\u0159edev\u0161\u00edm m\u00edrnou selektivn\u00ed koroz\u00ed, p\u0159i\u010dem\u017e jeho mikroskopick\u00e1 morfologie odr\u00e1\u017eela charakteristickou dvouf\u00e1zovou strukturu duplexn\u00ed nerezov\u00e9 oceli.<\/p>\n\n\n\n

F\u00e1zov\u00e1 anal\u00fdza obou povlak\u016f z nerezov\u00e9 oceli v po\u010d\u00e1te\u010dn\u00edm stavu a po jednom roce atmosf\u00e9rick\u00e9 expozice na stanici Zhongshan (obr. 6) uk\u00e1zala, \u017ee povlaky 316L a 2205 si p\u0159ed expozic\u00ed i po n\u00ed zachovaly stabiln\u00ed jednof\u00e1zovou austenitickou strukturu a dvouf\u00e1zovou austeniticko-feritickou strukturu. Na povr\u0161\u00edch povlak\u016f se vyskytla pouze nepatrn\u00e1 koroze bez v\u00fdznamn\u00e9ho hromad\u011bn\u00ed korozn\u00edch produkt\u016f. Vzhledem k tomu, \u017ee tlou\u0161\u0165ka pasiva\u010dn\u00edho filmu obvykle nep\u0159esahuje 10 nm, nebyly zji\u0161t\u011bny \u017e\u00e1dn\u00e9 dal\u0161\u00ed difrak\u010dn\u00ed p\u00edky. Laserem pl\u00e1tovan\u00e9 povlaky 316L a 2205 prok\u00e1zaly f\u00e1zovou stabilitu v prost\u0159ed\u00ed antarktick\u00e9 atmosf\u00e9rick\u00e9 expozice.<\/p>\n\n\n\n

Na z\u00e1klad\u011b v\u00fd\u0161e uveden\u00fdch v\u00fdsledk\u016f lze konstatovat, \u017ee korozn\u00ed produkty pozorovan\u00e9 na vzorc\u00edch poch\u00e1zely ze substr\u00e1tu, zat\u00edmco samotn\u00e9 povlaky nevykazovaly \u017e\u00e1dn\u00e9 v\u00fdznamn\u00e9 zm\u011bny. Ke zkoum\u00e1n\u00ed rychlosti koroze vzork\u016f a vyhodnocen\u00ed ochrann\u00e9 \u00fa\u010dinnosti povlak\u016f z nerezov\u00e9 oceli byla pou\u017eita metoda \u00fabytku hmotnosti. P\u0159i studiu koroze vlivem atmosf\u00e9rick\u00e9 expozice se hmotnostn\u00ed \u00fabytek koroze a rychlost koroze kovov\u00fdch materi\u00e1l\u016f po\u010d\u00edt\u00e1 pomoc\u00ed n\u00e1sleduj\u00edc\u00edch rovnic: kde \u03c9 p\u0159edstavuje hmotnostn\u00ed \u00fabytek koroze na jednotku plochy (g\/m\u00b2), \u03bd ozna\u010duje rychlost koroze (mm\/a), m_t je hmotnost vzorku po odstran\u011bn\u00ed rzi (g), m_0 je hmotnost vzorku p\u0159ed expozic\u00ed (g), S je plocha povrchu vzorku (cm\u00b2), \u03c1 je hustota n\u00edzkolegovan\u00e9 oceli (p\u0159ibli\u017en\u011b 7,86 g\/cm\u00b3) a t je doba expozice (h).<\/p>\n\n\n\n

Vypo\u010dten\u00e9 hmotnostn\u00ed ztr\u00e1ty a pr\u016fm\u011brn\u00e1 rychlost koroze oceli FH690 pod ochranou obou povlak\u016f jsou uvedeny na obr\u00e1zku 7. Pod povlakem 316L \u010dinil \u00fabytek hmotnosti oceli FH690 12,5 mg-cm-\u00b2 s pr\u016fm\u011brnou korozn\u00ed rychlost\u00ed 15,9 \u03bcm-a-\u00b9; pod povlakem 2205 \u010dinil \u00fabytek hmotnosti 12,8 mg-cm-\u00b2 s pr\u016fm\u011brnou korozn\u00ed rychlost\u00ed 16,3 \u03bcm-a-\u00b9. Oba povlaky vykazovaly v antarktick\u00e9m atmosf\u00e9rick\u00e9m prost\u0159ed\u00ed zanedbatelnou korozi a poskytovaly \u00fa\u010dinnou ochranu ocelov\u00e9ho substr\u00e1tu FH690. Pr\u016fm\u011brn\u00e9 korozn\u00ed rychlosti pod ob\u011bma povlaky byly t\u00e9m\u011b\u0159 toto\u017en\u00e9, p\u0159i\u010dem\u017e ve\u0161ker\u00fd \u00fabytek hmotnosti p\u0159ipadal na exponovan\u00fd substr\u00e1t. V porovn\u00e1n\u00ed s rychlost\u00ed koroze nechr\u00e1n\u011bn\u00e9 n\u00e1mo\u0159n\u00ed oceli 690 MPa v antarktick\u00e9 atmosf\u00e9\u0159e (18,7 \u03bcm-a-\u00b9) bylo dosa\u017eeno v\u00fdrazn\u00e9ho sn\u00ed\u017een\u00ed.<\/p>\n\n\n\n

2.2 Mikrotvrdost
Obr\u00e1zek 8 zn\u00e1zor\u0148uje pr\u016fm\u011brnou mikrotvrdost obou povrch\u016f povlak\u016f z nerezov\u00e9 oceli. Po\u010d\u00e1te\u010dn\u00ed hodnoty mikrotvrdosti povlak\u016f 316L a 2205 byly 279,19 HV\u2080.\u2082 a 392,77 HV\u2080.\u2082. Mikrotvrdost odlitku 316L obvykle nep\u0159esahuje 200 HV\u2080.\u2082, zat\u00edmco u odlitku 2205 je p\u0159ibli\u017en\u011b 300 HV\u2080.\u2082. Vy\u0161\u0161\u00ed tvrdost laserem pl\u00e1tovan\u00fdch povlak\u016f lze p\u0159i\u010d\u00edst dv\u011bma faktor\u016fm: zaprv\u00e9, rychl\u00e9 ochlazen\u00ed b\u011bhem laserov\u00e9ho pl\u00e1tov\u00e1n\u00ed vede ke vzniku dendritick\u00e9 a jemn\u00e9 rovnoramenn\u00e9 struktury zrn, co\u017e p\u0159isp\u00edv\u00e1 ke zpevn\u011bn\u00ed zrn; zadruh\u00e9, metalurgick\u00e9 spojen\u00ed mezi substr\u00e1tem a povlakem umo\u017e\u0148uje, aby se prvky z oceli FH690 prom\u00edsily do povlak\u016f z nerezov\u00e9 oceli, \u010d\u00edm\u017e se zvy\u0161uje tvrdost. To potvrzuj\u00ed v\u00fdsledky EDS (tabulka 1), kter\u00e9 ukazuj\u00ed na z\u0159ed\u011bn\u00ed Fe, \u010d\u00edm\u017e se sni\u017euje obsah ostatn\u00edch prvk\u016f. Po jednom roce vystaven\u00ed povlak\u016f atmosf\u00e9rick\u00fdm vliv\u016fm na stanici Zhongshan z\u016fstala mikrotvrdost povlak\u016f prakticky nezm\u011bn\u011bna, co\u017e sv\u011bd\u010d\u00ed o jejich vynikaj\u00edc\u00ed p\u0159izp\u016fsobivosti prost\u0159ed\u00ed.<\/p>\n\n\n\n

2.3 Tribologick\u00e9 chov\u00e1n\u00ed
Obr\u00e1zek 9 ukazuje tribologick\u00e9 chov\u00e1n\u00ed obou povlak\u016f z nerezov\u00e9 oceli p\u0159ed a po vystaven\u00ed antarktick\u00e9 atmosf\u00e9\u0159e. V podm\u00ednk\u00e1ch such\u00e9ho kluzn\u00e9ho t\u0159en\u00ed se koeficient t\u0159en\u00ed (COF) stabilizoval p\u0159ibli\u017en\u011b po 300 s a dos\u00e1hl ust\u00e1len\u00e9 hodnoty p\u0159ibli\u017en\u011b 0,7. Po jednom roce atmosf\u00e9rick\u00e9 expozice na stanici Zhongshan se COF povlaku 316L m\u00edrn\u011b sn\u00ed\u017eil ve srovn\u00e1n\u00ed s po\u010d\u00e1te\u010dn\u00edm stavem, zat\u00edmco COF povlaku 2205 z\u016fstal nezm\u011bn\u011bn. \u00dabytek objemu opot\u0159eben\u00ed obou povlak\u016f z\u016fstal p\u0159ed expozic\u00ed i po n\u00ed stejn\u00fd, p\u0159i\u010dem\u017e povlak 2205 vykazoval ni\u017e\u0161\u00ed objem opot\u0159eben\u00ed ne\u017e povlak 316L. Profily stop opot\u0159eben\u00ed povlaku 2205 byly m\u011bl\u010d\u00ed ne\u017e profily povlaku 316L, co\u017e sv\u011bd\u010d\u00ed o vy\u0161\u0161\u00ed odolnosti proti opot\u0159eben\u00ed. Povlak 316L vykazoval v\u00fdrazn\u00e9 h\u0159ebeny na okraj\u00edch stopy opot\u0159eben\u00ed, kter\u00e9 byly v\u00fdsledkem plastick\u00e9 deformace pod tlakem kluzn\u00e9 kuli\u010dky. Rychlost opot\u0159eben\u00ed (\u03bc) povlak\u016f byla vypo\u010dtena pomoc\u00ed Archardovy rovnice: kde V je nam\u011b\u0159en\u00fd objemov\u00fd \u00fabytek opot\u0159eben\u00ed (mm\u00b3), N je norm\u00e1lov\u00e9 zat\u00ed\u017een\u00ed (N) a d je celkov\u00e1 kluzn\u00e1 vzd\u00e1lenost (m).<\/p>\n\n\n\n

Z vypo\u010dten\u00fdch v\u00fdsledk\u016f uveden\u00fdch na obr\u00e1zku 9d vypl\u00fdv\u00e1, \u017ee rychlost opot\u0159eben\u00ed povlak\u016f 316L a 2205 byla p\u0159ibli\u017en\u011b 8,35 \u00d7 10-\u2076 mm\u00b3-N-\u00b9-m-\u00b9 a 7,85 \u00d7 10-\u2076 mm\u00b3-N-\u00b9-m-\u00b9. Po vystaven\u00ed antarktick\u00e9 atmosf\u00e9\u0159e z\u016fstala rychlost opot\u0159eben\u00ed obou povlak\u016f na \u00farovni p\u0159ed expozic\u00ed, co\u017e sv\u011bd\u010d\u00ed o stabiln\u00ed odolnosti proti opot\u0159eben\u00ed.<\/p>\n\n\n\n

Na obr\u00e1zku 10 je zn\u00e1zorn\u011bna morfologie stop opot\u0159eben\u00ed obou povlak\u016f z nerezov\u00e9 oceli po jednom roce expozice ve stanici Zhongshan, p\u0159i\u010dem\u017e v\u00fdsledky bodov\u00e9ho skenov\u00e1n\u00ed EDS jsou uvedeny v tabulce 2. \u0160\u00ed\u0159ka stopy opot\u0159eben\u00ed povlaku 316L byla 565,72 \u03bcm, zat\u00edmco u povlaku 2205 byla 495,71 \u03bcm, co\u017e odpov\u00edd\u00e1 v\u011bt\u0161\u00edmu \u00fabytku hmotnosti pozorovan\u00e9mu u povlaku 316L. Z morfologick\u00e9ho hlediska vykazovaly oba povlaky ve stop\u00e1ch opot\u0159eben\u00ed r\u00fdhy a p\u0159enosov\u00e9 vrstvy, co\u017e sv\u011bd\u010d\u00ed o v\u00fdskytu abrazivn\u00edho a adhezn\u00edho opot\u0159eben\u00ed. Povlak 316L vykazoval vy\u0161\u0161\u00ed v\u00fdskyt p\u0159enosov\u00fdch vrstev, p\u0159i\u010dem\u017e adhezn\u00ed opot\u0159eben\u00ed bylo v\u00fdrazn\u011bj\u0161\u00ed, zat\u00edmco povlak 2205 vykazoval v\u00fdrazn\u011bj\u0161\u00ed orn\u00e9 dr\u00e1\u017eky, co\u017e nazna\u010duje, \u017ee dominantn\u00edm mechanismem je abrazivn\u00ed opot\u0159eben\u00ed. P\u0159enosov\u00e9 vrstvy vykazovaly extr\u00e9mn\u011b vysok\u00fd obsah kysl\u00edku, co\u017e se p\u0159i\u010d\u00edt\u00e1 t\u0159ec\u00edmu teplu p\u0159i vz\u00e1jemn\u00e9m opot\u0159eben\u00ed, kter\u00e9 podporuje oxidaci pasiva\u010dn\u00edch prvk\u016f, jako jsou Cr a Mo.<\/p>\n\n\n\n

2.4 Elektrochemick\u00e9 korozn\u00ed chov\u00e1n\u00ed
Obr\u00e1zek 11 ukazuje potenciodynamick\u00e9 polariza\u010dn\u00ed k\u0159ivky obou povlak\u016f z nerezov\u00e9 oceli s elektrochemick\u00fdmi korozn\u00edmi parametry uveden\u00fdmi v tabulce 3. Po jednom roce atmosf\u00e9rick\u00e9 expozice na stanici Zhongshan vykazovala potenciodynamick\u00e1 polariza\u010dn\u00ed k\u0159ivka povlaku 316L minim\u00e1ln\u00ed zm\u011bnu trendu, a\u010dkoli potenci\u00e1l pr\u016frazu d\u016flku (E_b, po\u010d\u00e1te\u010dn\u00ed 536,8 mV, po expozici 503,7 mV) se posunul o n\u011bco d\u0159\u00edve a hustota pasivn\u00edho proudu (i_p) se zdvojn\u00e1sobila. Pasiva\u010dn\u00ed interval (\u0394E) povlaku 2205 z\u016fstal p\u0159ibli\u017en\u011b 1300 mV, ale i_p se zv\u00fd\u0161il z 2,455 \u03bcA-cm-\u00b2 na 4,177 \u03bcA-cm-\u00b2 po expozici. Po expozici se korozn\u00ed odolnost povlak\u016f 316L i 2205 v r\u016fzn\u00e9 m\u00ed\u0159e sn\u00ed\u017eila, co\u017e se p\u0159i\u010d\u00edt\u00e1 povrchov\u00fdm defekt\u016fm vyvolan\u00fdm korozivn\u00ed antarktickou atmosf\u00e9rou.<\/p>\n\n\n\n

Na obr\u00e1zku 12 jsou uvedeny v\u00fdsledky elektrochemick\u00e9 impedan\u010dn\u00ed spektroskopie (EIS) pro dva povlaky z nerezov\u00e9 oceli. Po jednom roce atmosf\u00e9rick\u00e9 expozice vykazovaly Nyquistovy grafy (obr. 12a) povlak\u016f 316L a 2205 sn\u00ed\u017een\u00e9 kapacitn\u00ed polom\u011bry oblouk\u016f, co\u017e sv\u011bd\u010d\u00ed o poklesu odporu p\u0159i p\u0159enosu n\u00e1boje a stabilit\u011b pasiva\u010dn\u00edho filmu. Na Bodeho grafech (obr. 12b) se impedan\u010dn\u00ed modul (|Z|) p\u0159i 0,1 Hz, kter\u00fd obvykle odr\u00e1\u017e\u00ed polariza\u010dn\u00ed odpor materi\u00e1lu v roztoku, po expozici u obou povlak\u016f sn\u00ed\u017eil, co\u017e znamen\u00e1 sn\u00ed\u017eenou odolnost proti korozi. Krom\u011b toho v\u011bt\u0161\u00ed f\u00e1zov\u00fd \u00fahel a \u0161ir\u0161\u00ed rozsah ve st\u0159edofrekven\u010dn\u00ed oblasti nazna\u010duj\u00ed v\u011bt\u0161\u00ed stabilitu pasiva\u010dn\u00edho filmu. Po expozici se st\u0159edofrekven\u010dn\u00ed f\u00e1zov\u00fd \u00fahel povlaku 316L z\u00fa\u017eil a zmen\u0161il, zat\u00edmco u povlaku 2205 se rovn\u011b\u017e zmen\u0161il, co\u017e odr\u00e1\u017e\u00ed pokles kvality pasiva\u010dn\u00edho filmu. Vzhledem k p\u0159\u00edtomnosti dvou \u010dasov\u00fdch konstant v procesu koroze byl k p\u0159izp\u016fsoben\u00ed dat pou\u017eit dvouvrstv\u00fd model (vlo\u017een\u00fd na obr. 12a), jak je uvedeno v tabulce 4. Impedance por\u00e9zn\u00ed vn\u011bj\u0161\u00ed vrstvy (R_p) byla v\u00fdrazn\u011b ni\u017e\u0161\u00ed ne\u017e impedance vnit\u0159n\u00ed vrstvy (R_c), co\u017e nazna\u010duje, \u017ee elektrodov\u00fd reak\u010dn\u00ed odpor povlak\u016f se \u0159\u00edd\u00ed p\u0159edev\u0161\u00edm krokem p\u0159enosu n\u00e1boje. Po expozici se R_c obou povlak\u016f sn\u00ed\u017eil. Navzdory m\u00edrn\u00e9mu sn\u00ed\u017een\u00ed korozn\u00ed odolnosti po expozici v antarktick\u00e9 atmosf\u00e9\u0159e si povlaky pokryt\u00e9 laserem udr\u017eely stabiln\u00ed pasiva\u010dn\u00ed stav a n\u00edzkou korozn\u00ed rychlost a nad\u00e1le poskytovaly \u00fa\u010dinnou ochranu n\u00edzkoteplotn\u00ed n\u00e1mo\u0159n\u00ed oceli.<\/p>\n\n\n\n

\"Vliv<\/figure>\n\n\n\n

3 Z\u00e1v\u011br<\/p>\n\n\n\n

V tomto \u010dl\u00e1nku byly na substr\u00e1tu z n\u00edzkoteplotn\u00ed lodn\u00ed oceli FH690 p\u0159ipraveny povlaky z austenitick\u00e9 nerezov\u00e9 oceli 316L a duplexn\u00ed nerezov\u00e9 oceli 2205 technologi\u00ed laserov\u00e9ho pl\u00e1tov\u00e1n\u00ed. Povlaky byly vystaveny p\u016fsoben\u00ed atmosf\u00e9ry po dobu jednoho roku na stanici Zhongshan v Antarktid\u011b. Byl analyzov\u00e1n ochrann\u00fd \u00fa\u010dinek, mikrostruktura, tvrdost, t\u0159en\u00ed a opot\u0159eben\u00ed a elektrochemick\u00e9 korozn\u00ed chov\u00e1n\u00ed obou povlak\u016f. V\u00fdsledky jsou n\u00e1sleduj\u00edc\u00ed:<\/p>\n\n\n\n

(1) Na povrchu povlaku 316L se vyskytla m\u00edrn\u00e1 d\u016flkov\u00e1 koroze a na povrchu povlaku 2205 m\u00edrn\u00e1 selektivn\u00ed koroze. Oba povlaky z korozivzdorn\u00e9 oceli mohou udr\u017eovat stabiln\u00ed f\u00e1zovou strukturu, kter\u00e1 hraje dobrou ochrannou roli na ocelov\u00e9m substr\u00e1tu FH690 a sni\u017euje rychlost atmosf\u00e9rick\u00e9 koroze substr\u00e1tu.<\/p>\n\n\n\n

(2) Mikrotvrdost obou povlak\u016f se t\u00e9m\u011b\u0159 nezm\u011bnila; koeficient t\u0159en\u00ed byl stabiln\u00ed na hodnot\u011b p\u0159ibli\u017en\u011b 0,7 a rychlost opot\u0159eben\u00ed povlak\u016f 316L a 2205 se udr\u017eovala na hodnot\u00e1ch p\u0159ibli\u017en\u011b 8,35 a 7,85 \u00d7 10-6 mm3-N-1-m-1; povlak 316L byl vystaven p\u0159edev\u0161\u00edm adhezn\u00edmu opot\u0159eben\u00ed, zat\u00edmco povlak 2205 byl vystaven p\u0159edev\u0161\u00edm abrazivn\u00edmu opot\u0159eben\u00ed. Oba povlaky si dok\u00e1zaly udr\u017eet stabiln\u00ed mechanickou odolnost a odolnost proti opot\u0159eben\u00ed p\u0159ed a po antarktick\u00e9 expozici.<\/p>\n\n\n\n

(3) Na povrchu obou povlak\u016f se vytvo\u0159ilo mal\u00e9 mno\u017estv\u00ed korozn\u00edch defekt\u016f, co\u017e vedlo ke zv\u00fd\u0161en\u00ed hustoty pasivn\u00edho proudu, brzk\u00e9mu pr\u016frazn\u00e9mu potenci\u00e1lu povlaku 316L a sn\u00ed\u017een\u00ed impedance pasiva\u010dn\u00edho filmu obou povlak\u016f, kter\u00e9 si v\u0161ak st\u00e1le dok\u00e1zaly udr\u017eet dobr\u00fd pasiva\u010dn\u00ed \u00fa\u010dinek a n\u00edzkou rychlost koroze.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

With the development of polar resource exploration and polar shipping, significant attention has been directed toward materials for polar equipment and protective technologies against damage in extreme environments. To address the corrosion protection needs of marine engineering steel and the evaluation of stainless steel performance under low-temperature conditions, laser cladding technology was employed to fabricate […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1185,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[5,3],"tags":[102],"table_tags":[],"class_list":["post-1189","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-professional-knowledge","category-blog","tag-sheldon-li"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1189","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1189"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1189\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5196,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1189\/revisions\/5196"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1185"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1189"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1189"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1189"},{"taxonomy":"table_tags","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/cs\/wp-json\/wp\/v2\/table_tags?post=1189"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}