The Role of MW Plasma Treatment on the Corrosion Resistance of Stainless Steels

Abstract

Two stainless steels (S32404 duplex and S32615 austenitic) were subject to the carbon/nitrogen plasma treatment to examine the role of alloy composition and structure in the behavior of surface during modification. The modification process was performed in the electron cyclotron resonance (ECR) micro wave plasma system, with the frequency of 2.45 GHz and the generator power of 350 W, and with the use of reactive gas mixtures containing CH 4 and N 2 , at the low temperature of 400• C and under pressure of 0.2Tr. The treated surface was analyzed by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The corrosion resistance of the samples was determined on the basis of LSV polarization curves in 3% sodium chloride solution at 37• C. The treated steel surfaces showed a higher tendency for passivation and higher pitting corrosion resistance compared to the non-modified surfaces.Keywords: MW plasma carbonitriding, stainless steel, corrosion, XPS Obróbkę powierzchni wysokostopowych stali chromowo-niklowej typu duplex S32404 i austenitycznej S32615 przeprowadzono poprzez węgloazotowanie przy użyciu techniki próżniowej z mikrofalowym wspomaganiem plazmowym o częstotliwości 2.45GHz i mocy generatora 350W. Zastosowano reaktywną mieszaninę gazową zawierającą CH 4 i N 2 w warunkach niskiego ciśnienia 0.2 Tr, przy niskiej temperaturze 400• C. Oceniono wpływ składu chemicznego i struktury stopów na tworzącą się warstwę wierzchnią podczas obróbki. Strukturę powierzchni analizowano za pomocą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów (XPS). Odporność korozyjną próbek określano na podstawie krzywych polaryzacyjnych LSV w 3% roztworze chlorku sodu przy temperaturze 37• C. Powierzchnie stali poddane obróbce wykazały wyższą skłonność do pasywacji w oraz podwyższały odporność na korozję wżerową w porównaniu z powierzchniami niemodyfikowanymi.

Corrosion Resistance of Some Stainless Steels in Chloride Solutions

“…These values prove a high corrosion resistance of the alloy and point to a different structure of the passive layer [ 13] as well as a different passivation mechanism. So far, the structure of the passive layer and the mechanism of alloy's passivation for the 326 SS have not been recognized.…”