Effect of Microstructure and Densification of FeCrMo based alloy on the corrosion performance in chloride environments. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF MS-Thesis.pdf Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

هذا العمل يدرس تأثير درجة حرارة التلبيد بواسطة جهاز شرارة البلازما على التآكل واداء سبيكة مطعمة بالحديد والكروم والموليبدنم في وجود حمض الكلوريك وكذلك في وجود ماء البحر (3.5%NaCl solution)، وسيقارن اداء هذه السبيكة مع الفولاذ المقاوم للصدأ والحديد الصلب. ان المادة الاولية لم يكن لديها بنية مجهرية منتظمة ولكن بعد التلبيد اصبحت بلورات بحجم النانو. العينات التي تم تلبيدها عند 800 درجة مئوية اظهرت تكثيف ضغطي اقل ويقدر بنسبة 94%، بينما التي تم تلبيدها عند درجة حرارة 900 كانت اكثر تكثفا بنسبة 98%. تكونت السبيكة بعد عملية البلورة من جزيئات نانونية Cr23C6 وجزيئات(Cr,Fe)2B المطمورة في FeCrMo. العديد من اختبارات التآكل المخبرية مثل Polarization Resistance و Linear Polarization Resistance و Electrochemical Impedance Spectroscopic تم استخدامها في هذه الدراسة. اظهرت النتائج بان العينات التي تم تلبيدها عند درجة حرارة منخفضة كان لديها مقاومة افضل للتآكل مقارنة للعينات التي تم تلبيدها عند درجة حرارة عالية في وجود حمض الهيدروكلوريك. اضافة الى هذا فان العينات الملبدة لديها مقاومة اكثر من السبائك المتعارف عليها، ويمكن تفسير هذا بتكون طبقة سميكة من الاكسيد وكذلك وجود اكسيد الكروم. العينات التي تم تلبيدها عند درجة حرارة عالية وفي جود ماء البحر اظهرت مقاومة للتآكل بشكل افضل من العينات التي تم تلبيدها عند درجة حرارة اقل، ومقارنة مع السبائك التقليدية وجدنا ان الصفائج الملبدة لديها اقل مقاومة للتآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ. ان سبب تدني المقاومة للتآكل للعينة المتبلوره عند 800 درجة مئوية مقارنة عند درجة حرارة 900 يعود الى وجود مسامات و عدم تشكل متجات الاكسيد بشكل موحد وعدم القدرة على تكون اكسيد الكروميوم السلبي . هناك اسباب اخرى يمكن ان تأثر على عملية التآكل مثل تكوين بلورات بحجم النانو وحجم الحبوب و نمو الاشكال الثنائية.

English Abstract

This work studied the effect of the spark plasma sintering (SPS) temperature on the corrosion performance and behavior of a FeCrMo-based alloy in 1NHCl and in simulated seawater (3.5%NaCl solution) with comparison to conventional austenitic stainless steel and carbon steel. While the starting powder had an amorphous structure, the resultant sintered alloy had a nano-scale crystallite size. Samples sintered at 800˚C showed low densification (~ 94%), whereas, those sintered at 900°C exhibited higher densification (~98%). The formed phases after this crystallization process were nano-crystalline Cr23C6 and (Cr,Fe)2B particles embedded in a body-centered-cubic Fe-based matrix. Potentiodynamic Polarization, Linear Polarization Resistance and Electrochemical Impedance Spectroscopic are laboratory based tests which were conducted in this study. The results showed that sample sintered at lower temperature has better corrosion resistance as compared to the sample sintered at the higher temperature in 1NHCl. Moreover, the corrosion resistance of the sintered samples is higher than both conventional alloys. The possible reasons for this higher corrosion resistance is the formation of thicker oxide products and the presence of passive chromium oxide. In simulated seawater, sample sintered at higher temperature had better corrosion resistance than the sample sintered at the lower temperature. In comparison to conventional alloys, sintered alloys have inferior corrosion resistance than austenitic stainless steel. The cause of inferior corrosion resistance of 800°C sintered alloys as compared to 900°C sintered alloy are the presence of porosity, the absence of uniformity in formation of oxide products and its inability to form passive chromium oxide. The others possible factors that affect the corrosivity of sintered samples are nanocrystallization, grain size and growth of secondary phases

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	Sorour, Ahmad Asaad
Committee Members:	Al Aqeeli, Naseer and Mekki, Abdelkrim
Depositing User:	MUDASSIR FAROOQ (g201408020)
Date Deposited:	04 Jun 2017 08:30
Last Modified:	20 Jun 2020 16:26
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140331