316l Paslanmaz Çeliğinin Karşı Yüklemeli Aşınma Koşulları Altındaki Repasivasyon/depasivasyon Kinetiği

Abstract

Paslanmaz çelikler, agresif ve korozif çevre etkenlerine karşı yüzeylerinde oluşturdukları nanometre mertebesindeki pasif oksit filmi sayesinde kendilerini korurlar. Bu oksit filmi ortamda oksijen bulunduğu müddetçe kendini daima yenileyebilir. Ancak abrazif bir etki sonucunda bu film lokal olarak bozunabilir veya tamamen sistemden kaldırılabilir. Bu olayı, malzemenin maruz kaldığı çevre koşullarına ve yükleme koşullarına bağlı olarak malzemenin lokal olarak aşınmasına veya o bölgenin tekrar pasif konuma geçmesiyle takip eder. Repasivasyon kinetiği, bu tür pasif malzemelerin korozyon aşınma davranışını kritik olarak etkiler. Bu çalışmada, 316L paslanmaz çeliğine, aktif aşınma bölgesinin çevre koşullarıyla etkileşme süresine bağlı olarak ileri-geri, karşı yüklemeli aşınma testleri uygulandı. Çalışmada, çevre koşullarına maruz kalma süresini kontrol edebilme olanağı sağlayan özel bir mikro aşındırma test düzeneği kullanıldı. Bu süreyi değiştimek kaydıyla, çok sayıda test uygulanarak, sürtünme katsayısı ve aşınma gelişimi analiz edildi. Bu yaklaşımla 316L paslanmaz çeliğinin repasivasyon hızı belirlendi ve tribolojik kontağın etkisine bağlı olarak, karşı yüklemeli aşınma koşulları altındaki aşınma davranışı incelendi.

Stainless steels rely on a nanometer degree thick surface oxide passive film for their protection from aggressive and corrosive environments. This oxide film forms instantaneously when oxygen is available in the environment but abrasion can lead to the local rupture or complete removal of these films. This can be followed by a local dissolution or repassivation of the active metal depending on the material-electrolyte system and the loading conditions. The kinetics of repassivation critically affects the corrosion wear of such passive materials. In this work, 316L stainless steel was subjected to reciprocating bidirectional sliding with varying exposure time of the active wear track to the environment. A special experimental set-up was used which allows to control the exposure time by a holding time applying after each reciprocating cycle and keep the reciprocating table at a fixed position for a selected time duration during the fretting tests. Performing large number of tests, evolution of coefficient of friction and the extent of wear was analysed with varying exposure time. In this approach, repassivation rate of 316L stainless steel was indicated. Degredation mechanism of 316L under reciprocating sliding contacts were analysed depending on the role of the contact.