NITRIC ACID RESISTANCE OF NEW TYPE Fe-Mn-Al STAINLESS STEELS

Abstract

Several high-Mn (25-30 wt%) Fe-Mn-Al alloys containing various Al and Cr levels with fully austenitic or duplex microstructures have been studied. The effect of the alloying elements such as Al and Al-Cr on the passivation mechanism in 5-50% HNO3 solutions was investigated by using electrochemical measurements, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results of anodic polarization scans showed that the acid corrosion resistance of Fe-30Mn-4Al-4Cr and Fe-30Mn- 8Al-6Cr alloys is superior to that of alloys without Cr. The X-ray analysis confirmed the presence of Al2O3 and Cr2O3 in the passive film. Scanning electron microscopy showed that the formation of the passive film takes place by the direct nucleation and growth mechanism. It is apparent that the corrosion resistance of Fe-Mn-Al steels is not dependent on their phase structure but rather on the chemical composition. Comparing with AISI 304 stainless steel, the passive film that formed on Fe-Mn-Al alloys bearing high Al and Cr, was found to be more stable in 5-50% HNO3 solutions.On a étudié plusieurs alliages de Fe-Mn-Al à haute teneur en Mn (25-30% en poids) contenant des niveaux variés d’Al et de Cr, à microstructure complètement austénitique ou duplex. On a étudié l’effet des éléments d’alliage comme l’Al et Al-Cr sur le mécanisme de passivation dans des solutions de 5-50% HNO3 en utilisant des mesures électrochimiques, la diffraction des rayons x et la microscopie électronique à balayage. Les résultats de balayages de polarisation anodique ont montré que la résistance à la corrosion acide des alliages Fe-30Mn-4Al-4Cr et Fe-30Mn-8Al-6Cr était supérieure à celle d’alliages sans Cr. L’analyse de rayons x a confirmé la présence d’Al2O3 et de Cr2O3 dans la couche passivante. La microscopie électronique à balayage a montré que la formation de la couche passivante se faisait par le mécanisme de nucléation directe et de croissance. Il est apparent que la résistance à la corrosion des aciers Fe-Mn-Al ne dépend pas de la structure de phase mais plutôt de la composition chimique. Comparant à l’acier inoxydable AISI 304, on a trouvé que la couche passivante qui s’est formée sur les alliages Fe-Mn-Al à teneur élevée en Al et en Cr était plus stable dans des solutions de 5-50% HNO3.