Synergistic regulation of mechanical properties and pitting corrosion resistance of high-nitrogen austenitic stainless steel via vanadium microalloying
- 05.05.2025
- Original Paper
- Verfasst von
- Cun-shuai Zhang
- Qian Hu
- Shi-qi Zhang
- Zhi-xian Peng
- Ming-yang Li
- Jing Liu
- Erschienen in
- Journal of Iron and Steel Research International | Ausgabe 11/2025
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Abstract
Der Artikel untersucht die synergistischen Auswirkungen der Vanadiummikrolegierung auf stickstoffreichen austenitischen Edelstahl, wobei der Schwerpunkt auf seinen mechanischen Eigenschaften und seiner Korrosionsbeständigkeit liegt. Es zeigt, wie Vanadium durch Mechanismen wie Getreideveredelung und Ausfällungsverstärkung die Festigkeit und Zähigkeit des Materials deutlich erhöht. Die Studie zeigt, dass Vanadiumnitrid (VN) je nach Größe und Verteilung eine entscheidende Rolle bei der Auslösung und Hemmung von Lochfraßkorrosion spielt. Bei niedrigerem Vanadiumgehalt fördern die Ausscheidungen die Wiedereinlagerung, was zu einer ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit führt. Bei höherem Vanadiumgehalt führen jedoch die erhöhte Anzahl und Größe der Ausscheidungen sowie die damit verbundenen Verwerfungen zu einer höheren Anzahl von Lochfraß-Initiationsstellen, was die allgemeine Korrosionsbeständigkeit verringert. Die Forschung liefert detaillierte mikrostrukturelle Analysen und elektrochemische Testergebnisse und bietet ein differenziertes Verständnis, wie Vanadiummikrolegierungen optimiert werden können, um ein Gleichgewicht zwischen hoher Festigkeit, Plastizität und Korrosionsbeständigkeit in rostfreien Stählen zu erreichen.
KI-Generiert
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Abstract
The addition of vanadium substantially enhances the strength of the high-nitrogen austenitic stainless steel (HNASS), while maintaining excellent ductility and pitting corrosion resistance. The effects of vanadium microalloying on the microstructure, mechanical properties, and pitting resistance of HNASS were systematically analyzed with a focus on the role of VN during the pitting process. The results suggest that vanadium promoted the precipitation of VN, contributing to grain boundary pinning and grain refinement. As vanadium content increased, the number of precipitates rose, and the average grain size decreased. At lower vanadium content (0–0.2 wt.%), the strength of the material was significantly reinforced with increasing vanadium content, while maintaining excellent ductility and pitting resistance. However, when the vanadium content reached 0.3–0.4 wt.%, precipitates demonstrated a substantially increased number and coarsened, accompanied by the formation of numerous dislocations around the precipitates. This brought about further strength reinforcement but a marked decline in ductility and pitting resistance. Additionally, pitting corrosion was initiated at the matrix–VN interface. Compared to the matrix, VN exhibited higher reactivity and preferentially reacted with Cl− ions, provoking dissolution. However, NH4+ generated during the dissolution of VN facilitated repassivation of the material, suppressing further pitting propagation.
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- Titel
- Synergistic regulation of mechanical properties and pitting corrosion resistance of high-nitrogen austenitic stainless steel via vanadium microalloying
- Verfasst von
-
Cun-shuai Zhang
Qian Hu
Shi-qi Zhang
Zhi-xian Peng
Ming-yang Li
Jing Liu
- Publikationsdatum
- 05.05.2025
- Verlag
- Springer Nature Singapore
- Erschienen in
-
Journal of Iron and Steel Research International / Ausgabe 11/2025
Print ISSN: 1006-706X
Elektronische ISSN: 2210-3988 - DOI
- https://doi.org/10.1007/s42243-025-01509-1
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