W czerwcu 2022 roku, w prestiżowym czasopiśmie Metallurgical and Materials Transaction A, ukazała się publikacja Magdaleny Soboty, Karoliny Idczak, Roberta Koniecznego i Rafała Idczaka pt. „Influence of the Oxygen Induced Surface Segregation Process of Solutes on the Anti-corrosion Properties of the Fe–Cr and Fe–Cr–Si Alloys” (Metallurgical and Materials Transactions A Vol. 53, p. 3083–3099).

Stopy żelaza znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle. Korozja jest procesem, w wyniku którego następuje utlenienie metalu w warunkach atmosferycznych, co skutkuje powstawaniem ubytków w materiale i osadzaniem się tlenków metalu na jego powierzchni. Roczny koszt korozji stanowi 3-4% PKB wszystkich krajów uprzemysłowionych. Z tego względu ciągle intensywnie poszukuje się rozwiązań, które zapobiegają korozji.

Stopy żelaza z chromem i krzemem wykazują dobre właściwości antykorozyjne. Poważnym ograniczeniem jest ilość dodawanych domieszek – chrom tworzy wiązania intermetaliczne, a krzem zwiększa kruchość materiału. W publikacji opisane jest otrzymywanie stopów Fe-Cr oraz Fe-Cr-Si z wykorzystaniem indukowanej tlenem segregacji powierzchniowej atomów chromu i krzemu oraz zaprezentowana jest odporność takich materiałów na wysokotemperaturową korozję. Wspomniane stopy samoorganizują się w ultrawysokiej próżni tak, że atomy Cr i Si migrują do warstwy powierzchniowej, a w warstwie objętościowej pozostają atomy żelaza. Oznacza to, że w wyniku wygrzewania w warunkach atmosferycznych w pierwszej kolejności powstają tlenki chromu i krzemu, a stopień utlenienia żelaza nie zmienia się.

Na rysunku zostały zaprezentowane widma wykonane z użyciem techniki transmisyjnej spektroskopii mössbauerowskiej, dla stopów 90% Fe- 5% Cr – 5% Si otrzymanych metodą wytapiania w piecu łukowym. Stop oznaczony jako „-1270K/2h” dodatkowo wygrzewany był w 1270K przez 2h w próżni. Brak pików pochodzących od tlenków żelaza w regionie powyżej 7 mm/s i poniżej -7 mm/s po utlenianiu w 870K świadczy o tym, że stopy te są bardzo odporne na korozję.

Dodała: Joanna Molenda-Żakowicz

Pełnomocnik Dziekana ds. promocji i kontaktów z mediami