Localised corrosion of stainless steels : effect of surface finishing

The thesis collocates in the research field of corrosion phenomena for stainless steels. In cooperation with Rodacciai S.p.A., Centro Inox and PoliLaPP, it is proposed to investigate the influence of cold surface finishing processes on resistance characteristics to corrosion of stainless steel. The aim of the work is to demonstrate that the grinding process, executed on bars previously cold drawn, comports an improvement in corrosion resistance of the bars. The work focused on samples of five alloys: AISI 430, AISI 430F, AISI 303, AISI 304L, AISI 316L with ground and drawn finishing. All the samples were produced by Rodacciai S.p.A. Using surface characterization techniques, it has been shown that cold drawn finishing presents a rougher profile than ground finishing. Differences in crystalline structure were not found between samples produces with the different cold surface finishing processes. Using corrosion tests as potentyodinamic anodic polarization, potentiostatic polarization with steps of chlorides in solution and accelerated corrosion test with immersion in a ferric chloride containing solution, it has been investigated the influence of surface finishing on pittin potential, critical chloride content and initiation time of localised corrosion processes. Using exposure tests to urban and marine atmospheres is has been compared the resistance to pitting initiation between the samples in the ten different supply condition. The resistance of samples in atmospheres rich of chlorides has been investigated using a salt spray corrosion test. At the end of these tests it has been concluded that, although localised corrosion processes are mainly dependant from chemical composition of the alloys, the surface finishing process influences the corrosion resistance of the bars. All the tests have shown that, for a given stainless steel alloy, samples show better corrosion resistance values when they have a ground finished surface than when they are cold drawn.

La tesi si pone nel campo di studio dei fenomeni corrosivi per gli acciai inossidabili. In collaborazione con Rodacciai S.p.A., Centro Inox e PoliLaPP, ci si propone di indagare l’influenza dei processi di finitura superficiale a freddo sulle caratteristiche di resistenza a corrosione per campioni di acciaio inossidabile. L’obbiettivo del lavoro è dimostrare che il processo di rettifica, eseguito su barre precedentemente trafilate a freddo, comportasse un miglioramento della resistenza a corrosione delle barre. Sono stati oggetto del lavoro campioni di cinque leghe: AISI 430, AISI 430F, AISI 303, AISI 304L, AISI 316L con finiture rettificate e trafilate. Tutti i campioni sono stati prodotti da Rodacciai S.p.A. Attraverso delle tecniche di caratterizzazione superficiale si è riscontrato che la finitura rettificata presentasse un profilo meno rugoso della finitura trafilata a freddo. Non sono state invece riscontrate delle differenze nella struttura cristallina tra i campioni prodotti con i diversi processi di finitura superficiale a freddo. Attraverso delle prove di corrosione di corrosione quali la polarizzazione anodica potenziodinamica, la polarizzazione potenziostatica a gradini di cloruri in soluzione, e la prova di corrosione accelerata per immersione in soluzione contenente cloruro ferrico, si è studiata l’influenza della finitura superficiale sul potenziale di pitting, la concentrazione critica di cloruri e il tempo di innesco per i processi di corrosione localizzata. Attraverso delle prove di esposizione atmosferica in ambiente urbano e marino si è comparata la resistenza all’innesco del processo di vaiolatura tra i campioni nelle dieci diverse condizioni di fornitura. Con un test di corrosione in nebbia salina si è studiata la resistenza dei campioni in atmosfere ricche di cloruri. Alla fine di queste prove si è concluso che, sebbene i processi di corrosione localizzata siano principalmente dipendenti dalla composizione chimica delle leghe, il processo di finitura superficiale influisce sulla resistenza a corrosione dei semi-lavorati. Tutte le prove hanno mostrato che, campioni prodotti con la stessa lega di acciaio inossidabile, presentano dei valori di resistenza a corrosione migliori quando hanno subito il processo di rettifica.