Dėkojame, kad apsilankėte Nature.com.Naudojama naršyklės versija turi ribotą CSS palaikymą.Norėdami gauti geriausią patirtį, rekomenduojame naudoti atnaujintą naršyklę (arba išjungti suderinamumo režimą „Internet Explorer“).Tuo tarpu norėdami užtikrinti nuolatinį palaikymą, svetainę pateiksime be stilių ir „JavaScript“.
Plačiai naudojamas nerūdijantis plienas ir jo kaltinės versijos yra atsparios korozijai aplinkos sąlygomis dėl pasyvavimo sluoksnio, kurį sudaro chromo oksidas.Plieno korozija ir erozija tradiciškai siejama su šių sluoksnių sunaikinimu, tačiau retai mikroskopiniu lygiu, priklausomai nuo paviršiaus nehomogeniškumo kilmės.Šiame darbe nanoskalės paviršiaus cheminis nevienalytiškumas, aptiktas spektroskopine mikroskopija ir chemometrine analize, netikėtai dominuoja šaltai valcuoto ceriu modifikuoto super dupleksinio nerūdijančio plieno 2507 (SDSS) skilimo ir korozijos metu jo karštosios deformacijos metu.Kita pusė.Nors rentgeno fotoelektroninė mikroskopija parodė santykinai vienodą natūralaus Cr2O3 sluoksnio aprėptį, šalto valcavimo SDSS pasyvavimo rezultatai buvo prasti dėl lokalizuoto Fe3+ turtingų nanosalų pasiskirstymo Fe/Cr oksido sluoksnyje.Šios žinios atominiu lygiu suteikia gilų supratimą apie nerūdijančio plieno koroziją ir, tikimasi, padės kovoti su panašių labai legiruotų metalų korozija.
Nuo tada, kai buvo išrastas nerūdijantis plienas, ferochromo lydinių atsparumas korozijai buvo priskiriamas chromui, kuris sudaro stiprų oksidą / oksihidroksidą, pasižymintį pasyvumu daugelyje aplinkų.Palyginti su įprastu (austenitiniu ir feritiniu) nerūdijančiu plienu, super dvipusis nerūdijantis plienas (SDSS), pasižymintis geresniu atsparumu korozijai, pasižymi geresnėmis mechaninėmis savybėmis1,2,3.Padidėjęs mechaninis stiprumas leidžia sukurti lengvesnes ir kompaktiškesnes konstrukcijas.Priešingai, ekonomiškas SDSS pasižymi dideliu atsparumu duobių ir plyšių korozijai, todėl ilgesnis tarnavimo laikas ir platesnis pritaikymas taršos kontrolei, chemijos konteineriams ir naftos bei dujų pramonei jūroje4.Tačiau siauras terminio apdorojimo temperatūrų diapazonas ir prastas formavimas trukdo plačiam praktiniam pritaikymui.Todėl SDSS buvo modifikuotas, siekiant pagerinti aukščiau nurodytas savybes.Pavyzdžiui, 2507 SDSS (Ce-2507) buvo įdiegta Ce modifikacija ir daug N 6, 7, 8.Tinkama 0,08 masės % retųjų žemių elemento (Ce) koncentracija turi teigiamą poveikį mechaninėms DSS savybėms, nes pagerina grūdelių rafinuotumą ir grūdelių ribos stiprumą.Taip pat pagerėjo atsparumas nusidėvėjimui ir korozijai, tempiamasis stipris ir takumo riba, taip pat pagerėjo apdirbamumas karštuoju būdu9.Didelis azoto kiekis gali pakeisti brangų nikelio kiekį, todėl SDSS yra ekonomiškesnis10.
Pastaruoju metu SDSS buvo plastiškai deformuojamas esant įvairioms temperatūroms (žemai temperatūrai, šaltai ir karštai), kad būtų pasiektos puikios mechaninės savybės6,7,8.Tačiau puikus SDSS atsparumas korozijai yra dėl to, kad ant paviršiaus yra plona oksido plėvelė, kuriai įtakos turi daug veiksnių, tokių kaip daugybė fazių su skirtingomis grūdelių ribomis, nepageidaujamos nuosėdos ir skirtingos reakcijos.deformuojasi įvairių austenitinių ir feritinių fazių vidinė nehomogeninė mikrostruktūra 7 .Todėl tokių plėvelių mikrodomeno savybių tyrimas elektroninės struktūros lygiu yra labai svarbus norint suprasti SDSS koroziją ir reikalauja sudėtingų eksperimentinių metodų.Iki šiol paviršiui jautrūs metodai, tokie kaip Augerio elektronų spektroskopija11 ir rentgeno fotoelektronų spektroskopija12,13,14,15, taip pat kietoji rentgeno fotoelektronų fotoelektronų sistema išskiria, bet dažnai nesugeba atskirti to paties elemento cheminės būsenos skirtinguose nanoskalės erdvės taškuose.Keletas naujausių tyrimų susiejo vietinę chromo oksidaciją su pastebėtu 17 austenitinio nerūdijančio plieno, 18 martensitinio nerūdijančio plieno ir SDSS 19, 20 korozijos elgsenos. Tačiau šiuose tyrimuose daugiausia dėmesio buvo skiriama Cr heterogeniškumo (pvz., Cr3+ oksidacijos būsenos) poveikiui atsparumui korozijai.Šoninį elementų oksidacijos būsenų nevienalytiškumą gali sukelti skirtingi junginiai su tais pačiais elementais, pavyzdžiui, geležies oksidai.Šie junginiai paveldi termomechaniškai apdorotą mažą dydį glaudžiai vienas šalia kito, tačiau skiriasi sudėtimi ir oksidacijos būsena16, 21.Todėl norint atskleisti oksido plėvelių sunaikinimą ir po to įdubimą, reikia suprasti paviršiaus nehomogeniškumą mikroskopiniu lygiu.Nepaisant šių reikalavimų, vis dar trūksta kiekybinių vertinimų, tokių kaip šoninis oksidacijos nevienalytiškumas, ypač geležies nano/atominiu mastu, o jų reikšmė atsparumui korozijai lieka neištirta.Dar visai neseniai įvairių elementų, tokių kaip Fe ir Ca, cheminė būsena buvo kiekybiškai aprašyta plieno mėginiuose, naudojant minkštąją rentgeno fotoelektroninę mikroskopiją (X-PEEM) nanoskalės sinchrotroninės spinduliuotės įrenginiuose.Kartu su chemiškai jautriais rentgeno spindulių sugerties spektroskopijos (XAS) metodais, X-PEEM leidžia atlikti XAS matavimus su didele erdvine ir spektrine skiriamąja geba, suteikiant cheminę informaciją apie elementų sudėtį ir jo cheminę būseną su erdvine skiriamąja geba iki nanometrų skalės 23 .Šis spektroskopinis iniciacijos vietos stebėjimas mikroskopu palengvina vietinius cheminius eksperimentus ir gali erdvėje parodyti anksčiau neištirtus cheminius pokyčius Fe sluoksnyje.
Šis tyrimas išplečia PEEM pranašumus nustatant cheminius skirtumus nano skalėje ir pateikia įžvalgų atominio lygio paviršiaus analizės metodą, leidžiantį suprasti Ce-2507 korozijos elgesį.Jis naudoja K-means klasterio chemometrinius duomenis24, kad sudarytų bendrą dalyvaujančių elementų cheminę sudėtį (heterogeniškumą), o jų cheminės būsenos pateiktos statistinėje vaizde.Skirtingai nuo įprastos korozijos, kurią sukelia chromo oksido plėvelės skilimas, dabartinis prastas pasyvumas ir prastas atsparumas korozijai yra priskiriami lokalizuotoms Fe3+ turtingoms nanosalelėms, esančioms šalia Fe / Cr oksido sluoksnio, o tai gali būti apsauginio oksido ataka.Jis vietoje suformuoja plėvelę ir sukelia koroziją.
Deformuoto SDSS 2507 korozinis elgesys pirmą kartą buvo įvertintas naudojant elektrocheminius matavimus.Ant pav.1 paveiksle parodytos Nyquist ir Bode kreivės atrinktiems mėginiams rūgštiniuose (pH = 1) vandeniniuose FeCl3 tirpaluose kambario temperatūroje.Pasirinktas elektrolitas veikia kaip stiprus oksidatorius, apibūdinantis pasyvavimo plėvelės polinkį irti.Nors medžiaga nepatyrė stabilios kambario temperatūros duobių, šios analizės suteikė įžvalgos apie galimus gedimo įvykius ir pokorozinius procesus.Elektrocheminės varžos spektroskopijos (EIS) spektrams pritaikyti naudota lygiavertė grandinė (1d pav.), o atitinkami derinimo rezultatai pateikti 1 lentelėje. Tiriant tirpalu apdorotus ir karštai apdorotus mėginius atsirado nepilni pusapskritimai, o atitinkami suspausti pusapskritimai buvo šaltai valcuoti (1b pav.).EIS spektre puslankiu spindulį galima laikyti poliarizacijos varža (Rp)25,26.Tirpalu apdoroto SDSS Rp 1 lentelėje yra apie 135 kΩ cm-2, tačiau karštai apdoroto ir šalto valcavimo SDSS reikšmes matome atitinkamai 34,7 ir 2,1 kΩ cm-2.Šis reikšmingas Rp sumažėjimas rodo, kad plastinė deformacija daro žalingą poveikį pasyvumui ir atsparumui korozijai, kaip parodyta ankstesnėse ataskaitose 27, 28, 29, 30.
a Nyquist, b, c Bode varžos ir fazių diagramos ir lygiavertis d grandinės modelis, kur RS yra elektrolito varža, Rp yra poliarizacijos varža, o QCPE yra pastovios fazės elemento oksidas, naudojamas neidealiajai talpai (n) modeliuoti.EIS matavimai buvo atlikti esant tuščiosios eigos potencialui.
Pirmosios eilės konstantos parodytos Bode diagramoje, o aukšto dažnio plokščiakalnis rodo elektrolito varžą RS26.Kai dažnis mažėja, varža didėja ir randamas neigiamas fazės kampas, rodantis talpos dominavimą.Fazinis kampas didėja, išlaikant maksimalią vertę santykinai plačiame dažnių diapazone, o vėliau mažėja (1c pav.).Tačiau visais trimis atvejais ši maksimali vertė vis dar yra mažesnė nei 90°, o tai rodo neidealią talpinę elgseną dėl talpinės dispersijos.Taigi, QCPE pastovios fazės elementas (CPE) naudojamas vaizduoti sąsajos talpos pasiskirstymą, gautą dėl paviršiaus šiurkštumo arba nehomogeniškumo, ypač atsižvelgiant į atominę skalę, fraktalų geometriją, elektrodo poringumą, netolygų potencialą ir nuo paviršiaus priklausomą srovės pasiskirstymą.Elektrodo geometrija31,32.CPE varža:
kur j yra įsivaizduojamas skaičius, o ω yra kampinis dažnis.QCPE yra nuo dažnio nepriklausoma konstanta, proporcinga aktyviam atviram elektrolito plotui.n yra bematis galios skaičius, nusakantis nuokrypį nuo idealios kondensatoriaus talpinės elgsenos, ty kuo n arčiau 1, tuo CPE artimesnė grynajai talpai, o jei n artima nuliui, tai yra varža.Nedidelis n nuokrypis, artimas 1, rodo neidealią paviršiaus talpinę elgseną po poliarizacijos bandymo.Šalto valcavimo SDSS QCPE yra daug didesnis nei panašių gaminių, o tai reiškia, kad paviršiaus kokybė yra ne tokia vienoda.
Atsižvelgiant į daugumą nerūdijančio plieno atsparumo korozijai savybių, santykinai didelis Cr kiekis SDSS paprastai lemia didesnį SDSS atsparumą korozijai, nes paviršiuje yra pasyvi apsauginė oksido plėvelė17.Šioje pasyvuojančioje plėvelėje paprastai gausu Cr3+ oksidų ir (arba) hidroksidų, daugiausia integruojant Fe2+, Fe3+ oksidus ir (arba) (oksi)hidroksidus33.Nepaisant to paties paviršiaus vienodumo, pasyvuojančio oksido sluoksnio ir jokio matomo paviršiaus pažeidimo, kaip nustatyta mikroskopiniais vaizdais, karštai apdoroto ir šalto valcavimo SDSS korozijos elgsena skiriasi, todėl reikia nuodugniai ištirti plieno deformacijos mikrostruktūrą ir konstrukcines charakteristikas.
Deformuoto nerūdijančio plieno mikrostruktūra buvo kiekybiškai ištirta naudojant vidinius ir sinchrotroninius didelės energijos rentgeno spindulius (papildomi 1, 2 paveikslai).Išsami analizė pateikiama papildomoje informacijoje.Nors jie iš esmės atitinka pagrindinės fazės tipą, randami fazių tūrio frakcijų skirtumai, kurie išvardyti 1 papildomoje lentelėje. Šie skirtumai gali būti siejami su nehomogeniškomis fazių frakcijomis paviršiuje, taip pat su tūrinėmis fazės frakcijomis, atliekamomis skirtinguose gyliuose.aptikimas rentgeno spindulių difrakcija.(XRD) su įvairiais krintančių fotonų energijos šaltiniais.Santykinai didesnė austenito dalis šaltai valcuotuose bandiniuose, nustatyta XRD iš laboratorinio šaltinio, rodo geresnį pasyvumą ir vėliau didesnį atsparumą korozijai35, o tikslesni ir statistiniai rezultatai rodo priešingas fazių proporcijų tendencijas.Be to, plieno atsparumas korozijai taip pat priklauso nuo grūdelių rafinavimo laipsnio, grūdelių dydžio sumažėjimo, mikrodeformacijų padidėjimo ir dislokacijos tankio, atsirandančio termomechaninio apdorojimo metu36,37,38.Karštai apdoroti bandiniai pasižymi grūdėtesniu pobūdžiu, rodančiu mikrono dydžio grūdelius, o lygūs žiedai, pastebėti šaltai valcuotuose bandiniuose (papildomas 3 pav.), rodo reikšmingą grūdelių patobulinimą iki nanoskalės ankstesniame darbe6, kuris turėtų prisidėti prie plėvelės pasyvavimo.atsparumo korozijai formavimas ir didinimas.Didesnis dislokacijos tankis paprastai siejamas su mažesniu atsparumu duobėjimui, o tai gerai sutampa su elektrocheminiais matavimais.
Elementariųjų elementų mikrodomenų cheminių būsenų pokyčiai buvo sistemingai tiriami naudojant X-PEEM.Nepaisant legiruojamųjų elementų gausos, čia buvo pasirinkti Cr, Fe, Ni ir Ce39, nes Cr yra pagrindinis elementas formuojant pasyvinę plėvelę, Fe yra pagrindinis elementas pliene, o Ni sustiprina pasyvumą ir subalansuoja ferito-austenitinės fazės struktūrą ir Ce modifikavimo tikslą.Reguliuojant sinchrotroninės spinduliuotės energiją, RAS nuo paviršiaus buvo padengtas pagrindinėmis Cr (kraštas L2.3), Fe (kraštas L2.3), Ni (kraštas L2.3) ir Ce (kraštas M4.5).karšto formavimo ir šalto valcavimo Ce-2507 SDSS.Atitinkama duomenų analizė buvo atlikta įtraukiant energijos kalibravimą su paskelbtais duomenimis (pvz., XAS 40, 41 ant Fe L2, 3 briaunos).
Ant pav.2 paveiksle pavaizduoti karštai apdoroto (2a pav.) ir šaltai valcuoto (2d pav.) Ce-2507 SDSS ir atitinkamų XAS kraštų Cr ir Fe L2,3 X-PEEM vaizdai atskirai pažymėtose vietose.XAS L2,3 kraštas zonduoja neužimtas 3d būsenas po elektronų foto sužadinimo sukimosi orbitos padalijimo lygiuose 2p3/2 (L3 kraštas) ir 2p1/2 (L2 kraštas).Informacija apie Cr valentinę būseną buvo gauta iš XAS L2,3 krašte 2b pav., e.Palyginimas su teisėjais.42,43 parodė, kad šalia L3 krašto buvo pastebėtos keturios smailės, pavadintos A (578,3 eV), B (579,5 eV), C (580,4 eV) ir D (582,2 eV), atspindinčios oktaedrinį Cr3+, atitinkantį Cr2O3 joną.Eksperimentiniai spektrai sutampa su teoriniais skaičiavimais, pateiktais b ir e plokštėse, gautais atlikus daugybę kristalo lauko skaičiavimų Cr L2.3 sąsajoje, naudojant 2,0 eV44 kristalo lauką.Tiek karštai apdoroto, tiek šalto valcavimo SDSS paviršiai padengti gana vienodu Cr2O3 sluoksniu.
termiškai deformuoto SDSS X-PEEM šiluminis vaizdas, atitinkantis b Cr L2.3 kraštą ir c Fe L2.3 kraštą, d X-PEEM terminis šaltai valcuoto SDSS vaizdas, atitinkantis e Cr L2.3 kraštą ir f Fe L2 .3 kraštinę ( f).XAS spektrai brėžiami skirtingose ​​erdvinėse vietose, pažymėtose šiluminiuose vaizduose (a, d), oranžinės punktyrinės linijos (b) ir (e) rodo imituotus Cr3+ XAS spektrus, kurių kristalo lauko vertė yra 2,0 eV.X-PEEM vaizdams naudokite terminę paletę, kad pagerintumėte vaizdo skaitomumą, kur spalvos nuo mėlynos iki raudonos yra proporcingos rentgeno spindulių sugerties intensyvumui (nuo mažo iki didelio).
Nepriklausomai nuo šių metalinių elementų cheminės aplinkos, abiejų mėginių Ni ir Ce legiravimo elementų priedų cheminė būsena išliko nepakitusi.Papildomas brėžinys.5-9 paveiksluose pavaizduoti X-PEEM vaizdai ir atitinkami XAS spektrai Ni ir Ce įvairiose karštai apdorotų ir šaltai valcuotų bandinių paviršiaus padėtyse.Ni XAS rodo Ni2+ oksidacijos būsenas visame išmatuotame karštai apdorotų ir šaltai valcuotų bandinių paviršiuje (papildoma diskusija).Pažymėtina, kad karštai apdorotų mėginių atveju Ce XAS signalas nebuvo stebimas, o šaltai valcuotų mėginių atveju buvo stebimas Ce3+ spektras.Ce dėmių stebėjimas šalto valcavimo mėginiuose parodė, kad Ce daugiausia pasirodo nuosėdų pavidalu.
Termiškai deformuotame SDSS vietinių struktūrinių XAS pokyčių Fe L2,3 krašte nepastebėta (2c pav.).Tačiau Fe matrica mikroregioniškai keičia savo cheminę būseną septyniuose atsitiktinai atrinktuose šalto valcavimo SDSS taškuose, kaip parodyta 2f pav.Be to, siekiant tiksliai įsivaizduoti Fe būsenos pokyčius pasirinktose 2f pav. vietose, buvo atlikti vietiniai paviršiaus tyrimai (3 pav. ir papildomas 10 pav.), kuriuose buvo atrinkti mažesni apskriti regionai.α-Fe2O3 sistemų Fe L2,3 briaunos ir Fe2+ oktaedrinių oksidų XAS spektrai buvo modeliuojami atliekant daugybinius kristalų lauko skaičiavimus, naudojant kristalų laukus 1,0 (Fe2+) ir 1,0 (Fe3+)44. Atkreipiame dėmesį, kad α-Fe2O3 ir γ-Fe2O3 turi skirtingą vietinę simetriją45,46, Fe3O4 turi Fe2+ ir Fe3+ derinį,47 ir FeO45 kaip formaliai dvivalentį Fe2+ oksidą (3d6). Atkreipiame dėmesį, kad α-Fe2O3 ir γ-Fe2O3 turi skirtingą vietinę simetriją45,46, Fe3O4 turi Fe2+ ir Fe3+ derinį,47 ir FeO45 kaip formaliai dvivalentį Fe2+ oksidą (3d6).Atkreipkite dėmesį, kad α-Fe2O3 ir γ-Fe2O3 turi skirtingą lokalią simetriją45,46, Fe3O4 sujungia ir Fe2+, ir Fe3+,47 ir FeO45 formaliai dvivalenčio oksido Fe2+ (3d6) pavidalu.Atkreipkite dėmesį, kad α-Fe2O3 ir γ-Fe2O3 turi skirtingą lokalią simetriją45,46, Fe3O4 turi Fe2+ ir Fe3+ derinį,47 ir FeO45 veikia kaip formalus dvivalentis Fe2+ oksidas (3d6).Visi Fe3+ jonai α-Fe2O3 turi tik Oh pozicijas, o γ-Fe2O3 paprastai atstovauja Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3]pvz. O4 spinelis su laisvomis vietomis pvz. pozicijose.Todėl Fe3+ jonai γ-Fe2O3 turi ir Td, ir Oh pozicijas.Kaip minėta ankstesniame darbe45, nors abiejų intensyvumo santykis yra skirtingas, jų intensyvumo santykis eg/t2g yra ≈1, tuo tarpu šiuo atveju stebimas intensyvumo santykis eg/t2g yra apie 1. Tai atmeta galimybę, kad dabartinėje situacijoje yra tik Fe3+.Atsižvelgiant į Fe3O4 atvejį su Fe2+ ir Fe3+, pirmoji savybė, turinti silpnesnę (tvirtesnę) Fe L3 briauną, rodo mažesnę (didesnę) neužimtą būseną t2g.Tai taikoma Fe2+ (Fe3+), o tai rodo, kad pirmasis padidėjimo požymis rodo Fe2+47 kiekio padidėjimą.Šie rezultatai rodo, kad šalto valcavimo kompozitų paviršiuje dominuoja Fe2+ ir γ-Fe2O3, α-Fe2O3 ir/arba Fe3O4 sambūvis.
Padidinti XAS spektrų (a, c) ir (b, d) fotoelektroniniai šiluminio vaizdo vaizdai, kertantys Fe L2,3 kraštą įvairiose erdvinėse vietose pasirinktuose 2 ir E regionuose Fig.2d.
Gauti eksperimentiniai duomenys (4a pav. ir papildomas 11 pav.) nubraižyti ir lyginami su grynų junginių 40, 41, 48 duomenimis. Trys skirtingi eksperimentiškai stebimi Fe L krašto XAS spektrai (XAS-1, XAS-2 ir XAS-3: 4a pav.).Visų pirma, spektras 2-a (žymimas XAS-1) 3b pav., po kurio seka spektras 2-b (pažymėtas XAS-2), buvo stebimas visoje aptikimo srityje, o tokie spektrai kaip E-3 buvo stebimi 3d paveiksle (pažymėti XAS-3) buvo stebimi konkrečiose vietose.Paprastai tiriamame pavyzdyje esamoms valentinėms būsenoms nustatyti buvo naudojami keturi parametrai: (1) spektrinės charakteristikos L3 ir L2, (2) charakteristikų L3 ir L2 energetinės padėties, (3) energijos skirtumas L3-L2., ( 4) L2/L3 intensyvumo santykis.Remiantis vizualiniais stebėjimais (4a pav.), visi trys Fe komponentai, būtent Fe0, Fe2+ ir Fe3+, yra tiriamame SDSS paviršiuje.Apskaičiuotas intensyvumo santykis L2/L3 taip pat parodė visų trijų komponentų buvimą.
Imituoti Fe XAS spektrai su stebimais trimis skirtingais eksperimentiniais duomenimis (ištisinės linijos XAS-1, XAS-2 ir XAS-3 atitinka 2-a, 2-b ir E-3 2 ir 3 pav.) Palyginimas , oktaedrai Fe2+, Fe3+ su kristalų lauko reikšmėmis 1,0 eV ir XASd, eV ir atitinkami eksperimentiniai duomenys, ASXd. -2, XAS-3) ir atitinkami optimizuoti LCF duomenys (vientisa juoda linija), taip pat XAS-3 spektrai su Fe3O4 (mišri Fe būsena) ir Fe2O3 (grynas Fe3+) standartais.
Geležies oksido sudėties kiekybiniam įvertinimui buvo naudojamas trijų standartų 40, 41, 48 linijinis derinys (LCF).LCF buvo įdiegtas trims atrinktiems Fe L krašto XAS spektrams, rodantiems didžiausią kontrastą, ty XAS-1, XAS-2 ir XAS-3, kaip parodyta 4b–d pav.LCF jungiamųjų detalių atveju visais atvejais buvo atsižvelgta į 10% Fe0 dėl to, kad visuose duomenyse pastebėjome nedidelę briauną, taip pat dėl ​​to, kad metalinė geležis yra pagrindinė plieno sudedamoji dalis. Iš tiesų, Fe (~ 6 nm) 49 X-PEEM bandomasis gylis yra didesnis nei apskaičiuotas oksidacijos sluoksnio storis (šiek tiek > 4 nm), todėl galima aptikti signalą iš geležies matricos (Fe0) po pasyvavimo sluoksniu. Iš tiesų, Fe (~ 6 nm) 49 X-PEEM bandomasis gylis yra didesnis nei apskaičiuotas oksidacijos sluoksnio storis (šiek tiek > 4 nm), todėl galima aptikti signalą iš geležies matricos (Fe0) po pasyvavimo sluoksniu. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм)49 больше, чем предполагаемая толщина слоя окисления), > пробная глубина X-PEEM для обнаружить сигнал от железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. Iš tiesų, zondo X-PEEM gylis Fe (~ 6 nm) 49 yra didesnis nei numanomas oksidacijos sluoksnio storis (šiek tiek> 4 nm), o tai leidžia aptikti signalą iš geležies matricos (Fe0) po pasyvavimo sluoksniu.事实上，X-PEEM 对Fe（~6 nm）49 的检测深度大于估计的氧化层厚度（略> 4 nm）化层下方的铁基体（Fe0）的信号.事实上 ， X-PEEM 对 Fe （~ 6 nm） 49 的 检测 深度 大于 的 氧化层 厚度 略 略＋ 4自 钝化层 下方 铁基体 （fe0） 的。 信号 信号 信号 信号 信叡 巋 号 信叏信号Фактически, глубина обнаружения Fe (~ 6 нм) 49 с помощью X-PEEM больше, чем предполагаемая толщина омлокон4 толщина что позволяет обнаруживать сигнал от железной матрицы (Fe0) ниже пассивирующего слоя. Tiesą sakant, Fe (~ 6 nm) 49 aptikimo gylis naudojant X-PEEM yra didesnis nei numatomas oksido sluoksnio storis (šiek tiek> 4 nm), o tai leidžia aptikti signalą iš geležies matricos (Fe0) žemiau pasyvavimo sluoksniu. .Siekiant rasti geriausią įmanomą sprendimą stebimiems eksperimentiniams duomenims, buvo atlikti įvairūs Fe2+ ir Fe3+ deriniai.Ant pav.4b parodytas Fe2+ ir Fe3+ derinio XAS-1 spektras, kur Fe2+ ir Fe3+ proporcijos buvo panašios maždaug 45%, o tai rodo mišrias Fe oksidacijos būsenas.Nors XAS-2 spektre Fe2+ ir Fe3+ procentas tampa atitinkamai ~30% ir 60%.Fe2+ ​​yra mažesnis nei Fe3+.Fe2+ ​​ir Fe3 santykis, lygus 1:2, reiškia, kad Fe3O4 gali susidaryti tokiu pat santykiu tarp Fe jonų.Be to, XAS-3 spektre Fe2+ ir Fe3+ procentas tampa ~10% ir 80%, o tai rodo didesnę Fe2+ konversiją į Fe3+.Kaip minėta aukščiau, Fe3+ gali būti gaunamas iš α-Fe2O3, γ-Fe2O3 arba Fe3O4.Norint suprasti labiausiai tikėtiną Fe3+ šaltinį, XAS-3 spektras buvo nubraižytas su skirtingais Fe3+ standartais 4e paveiksle, rodantis panašumą su abiem standartais, atsižvelgiant į B smailę.Tačiau pečių smailių intensyvumas (A: nuo Fe2+) ir B/A intensyvumo santykis rodo, kad XAS-3 spektras yra artimas, bet nesutampa su γ-Fe2O3 spektru.Palyginti su masiniu γ-Fe2O3, A SDSS Fe 2p XAS smailė turi šiek tiek didesnį intensyvumą (4e pav.), o tai rodo didesnį Fe2+ intensyvumą.Nors XAS-3 spektras yra panašus į γ-Fe2O3, kur Fe3+ yra Oh ir Td padėtyse, skirtingų valentinių būsenų nustatymas ir koordinavimas tik palei L2,3 kraštą arba L2/L3 intensyvumo santykį tebėra nuolatinių tyrimų objektas.diskusija dėl įvairių veiksnių, turinčių įtakos galutiniam spektrui, sudėtingumo41.
Be aukščiau aprašytų pasirinktų dominančių regionų cheminės būsenos spektrinių skirtumų, pagrindinių elementų Cr ir Fe pasaulinis cheminis heterogeniškumas taip pat buvo įvertintas klasifikuojant visus XAS spektrus, gautus mėginio paviršiuje, naudojant K vidurkių klasterizacijos metodą.Cr L briaunų profiliai sudaro dvi erdviškai paskirstytas optimalias grupes karšto apdirbimo ir šalto valcavimo bandiniuose, parodytuose Fig.5. Akivaizdu, kad jokie vietiniai struktūriniai pokyčiai nėra suvokiami kaip panašūs, nes du XAS Cr spektrų centroidai yra palyginami.Šios dviejų klasterių spektrinės formos yra beveik identiškos toms, kurios atitinka Cr2O342, o tai reiškia, kad Cr2O3 sluoksniai yra gana tolygiai išdėstyti SDSS.
Cr L K reiškia kraštinių sričių grupes, o b yra atitinkami XAS centroidai.Šalto valcavimo SDSS palyginimo K-vidurkių X-PEEM rezultatai: c Cr L2.3 K-means klasterių krašto sritis ir d atitinkami XAS centroidai.
Norint iliustruoti sudėtingesnius FeL kraštų žemėlapius, karštai apdorotiems ir šaltai valcuotiems bandiniams buvo naudojami atitinkamai keturi ir penki optimizuoti klasteriai ir su jais susiję centroidai (spektriniai profiliai).Todėl Fe2+ ir Fe3+ procentinę dalį (%) galima gauti pritaikant LCF, parodytą 4 pav.Pseudoelektrodo potencialas Epseudo kaip Fe0 funkcija buvo naudojamas paviršiaus oksido plėvelės mikrocheminiam nehomogeniškumui atskleisti.Epseudo apytiksliai apskaičiuojamas pagal maišymo taisyklę,
kur \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) lygus \(\rm{Fe} + 2e^ – \ iki \rm { Fe}^{2 + (3 + )}\), atitinkamai 0,440 ir 0,036 V.Mažesnio potencialo regionuose yra didesnis Fe3+ junginio kiekis.Potencialų pasiskirstymas termiškai deformuotuose mėginiuose turi sluoksniuotą pobūdį, kurio didžiausias pokytis yra apie 0,119 V (6a, b pav.).Šis potencialų pasiskirstymas yra glaudžiai susijęs su paviršiaus topografija (6a pav.).Jokių kitų nuo padėties priklausančių pokyčių pagrindiniame laminariniame interjere nepastebėta (6b pav.).Priešingai, jungiant skirtingus oksidus su skirtingu Fe2+ ir Fe3+ kiekiu šaltai valcuotame SDSS, galima pastebėti nevienodą pseudopotencialo pobūdį (6c, d pav.).Fe3+ oksidai ir (arba) (oksi)hidroksidai yra pagrindinės plieno rūdžių sudedamosios dalys ir yra laidūs deguoniui ir vandeniui50.Šiuo atveju salos, kuriose gausu Fe3+, laikomos lokaliai išsidėsčiusiomis ir gali būti laikomos korozijos pažeistomis vietovėmis.Tuo pačiu metu potencialo lauko gradientas, o ne absoliuti potencialo vertė, gali būti naudojamas kaip aktyvių korozijos vietų lokalizacijos rodiklis.Šis netolygus Fe2+ ir Fe3+ pasiskirstymas šaltai valcuoto SDSS paviršiuje gali pakeisti vietinę chemiją ir suteikti praktiškesnį aktyvų paviršiaus plotą oksidinės plėvelės skilimo ir korozijos reakcijų metu, todėl pagrindinė metalo matrica gali toliau rūdyti, todėl atsiranda vidinis nevienalytiškumas.savybes ir sumažinti apsaugines pasyvuojančio sluoksnio savybes.
K-mean klasteriai ir atitinkami XAS centroidai karštai deformuoto X-PEEM AC ir df Fe L2.3 krašto srityje šaltai valcuoto SDSS.a, d K reiškia klasterių diagramas, perdengtas ant X-PEEM vaizdų.Apskaičiuotas pseudoelektrodo potencialas (Epseudo) yra paminėtas kartu su K vidurkio klasterio diagrama.X-PEEM vaizdo ryškumas, kaip ir spalva 2 pav., yra proporcingas rentgeno spindulių sugerties intensyvumui.
Santykinai vienodas Cr, bet skirtinga cheminė Fe būsena sukelia skirtingus oksido plėvelės pažeidimus ir korozijos modelius karštai apdorotame ir šaltai valcuotame Ce-2507.Ši šaltai valcuoto Ce-2507 savybė buvo gerai ištirta.Kalbant apie Fe oksidų ir hidroksidų susidarymą aplinkos ore šiame beveik neutraliame darbe, reakcijos yra tokios:
Pirmiau nurodytos reakcijos atsiranda pagal šiuos scenarijus, pagrįstus X-PEEM analize.Mažas petys, atitinkantis Fe0, yra susijęs su pagrindine metaline geležimi.Dėl metalinio Fe reakcijos su aplinka susidaro Fe(OH)2 sluoksnis ((5) lygtis), kuris sustiprina Fe2+ signalą Fe L krašto XAS.Ilgai veikiant ore, po Fe(OH)252,53 gali susidaryti Fe3O4 ir (arba) Fe2O3 oksidai.Dvi stabilios Fe formos, Fe3O4 ir Fe2O3, taip pat gali susidaryti Cr3+ turtingame apsauginiame sluoksnyje, iš kurių Fe3O4 pageidauja vienodos ir lipnios struktūros.Esant abiems, susidaro mišrios oksidacijos būsenos (XAS-1 spektras).XAS-2 spektras daugiausia atitinka Fe3O4.Nors XAS-3 spektrų stebėjimas keliose vietose parodė visišką konversiją į γ-Fe2O3.Kadangi išsiskleidusių rentgeno spindulių prasiskverbimo gylis yra apie 50 nm, signalas iš apatinio sluoksnio lemia didesnį A smailės intensyvumą.
XPA spektras rodo, kad Fe komponentas oksido plėvelėje turi sluoksniuotą struktūrą kartu su Cr oksido sluoksniu.Skirtingai nuo pasyvavimo požymių dėl vietinio Cr2O3 nehomogeniškumo korozijos metu, nepaisant vienodo Cr2O3 sluoksnio šiame darbe, šiuo atveju pastebimas mažas atsparumas korozijai, ypač šalto valcavimo bandiniams.Stebėtas elgesys gali būti suprantamas kaip viršutinio sluoksnio (Fe) cheminės oksidacijos būsenos nevienalytiškumas, kuris turi įtakos korozijos savybėms.Dėl tos pačios viršutinio sluoksnio (geležies oksido) ir apatinio sluoksnio (chromo oksido) stechiometrijos52,53 geresnė jų sąveika (sukibimas) lemia lėtą metalo ar deguonies jonų pernešimą grotelėje, o tai savo ruožtu padidina atsparumą korozijai.Todėl geriau naudoti nenutrūkstamą stechiometrinį santykį, ty vieną Fe oksidacijos būseną, o ne staigius stechiometrinius pokyčius.Šilumos deformuotas SDSS turi vienodesnį paviršių, tankesnį apsauginį sluoksnį ir geresnį atsparumą korozijai.Tuo tarpu šalto valcavimo SDSS atveju Fe3+ turtingos salelės po apsauginiu sluoksniu pažeidžia paviršiaus vientisumą ir sukelia galvaninę koroziją su šalia esančiu pagrindu, dėl kurios smarkiai sumažėja Rp (1 lentelė).Sumažėja EIS spektras ir jo atsparumas korozijai.Matyti, kad Fe3+ turtingų salų lokalus pasiskirstymas dėl plastinių deformacijų daugiausiai įtakoja atsparumą korozijai, kas yra šio darbo proveržis.Taigi šiame tyrime pateikiami plastinės deformacijos metodu tirtų SDSS mėginių atsparumo korozijai sumažėjimo spektroskopiniai mikroskopiniai vaizdai.
Be to, nors retųjų žemių legiravimas dviejų fazių plienuose rodo geresnes savybes, šio priedo elemento sąveika su atskira plieno matrica, atsižvelgiant į korozijos elgesį pagal spektroskopinę mikroskopiją, lieka sunkiai suprantama.Ce signalai (per XAS M briaunas) atsiranda tik keliose vietose šalto valcavimo metu, tačiau dingsta karštai deformuojant SDSS, o tai rodo vietinį Ce nusodinimą plieno matricoje, o ne homogeninį legiravimą.Nors retųjų žemių elementų buvimas žymiai nepagerina mechaninių SDSS savybių6, 7, sumažina inkliuzų dydį ir, manoma, slopina duobių susidarymą pradiniame regione54.
Apibendrinant, šis darbas atskleidžia paviršiaus nevienalytiškumo poveikį 2507 SDSS, modifikuoto ceriumi, korozijai, kiekybiškai įvertinant nanoskalės komponentų cheminį kiekį.Atsakome į klausimą, kodėl nerūdijantis plienas korozuoja net po apsauginiu oksido sluoksniu, kiekybiškai įvertindami jo mikrostruktūrą, paviršiaus chemiją ir signalų apdorojimą, naudojant K-means klasterizavimą.Nustatyta, kad salos, kuriose gausu Fe3+, įskaitant jų oktaedrinę ir tetraedrinę koordinaciją išilgai mišraus Fe2+/Fe3+, yra šalto valcavimo oksido plėvelės SDSS pažeidimo ir korozijos šaltinis.Nano salos, kuriose dominuoja Fe3+, sukelia prastą atsparumą korozijai net esant pakankamai stechiometriniam Cr2O3 pasyvuojančiam sluoksniui.Be metodologinės pažangos nustatant nanoskalės cheminio nevienalytiškumo poveikį korozijai, tikimasi, kad vykstantys darbai įkvėps inžinerinius procesus, siekiant pagerinti nerūdijančio plieno atsparumą korozijai plieno gamybos metu.
Norint paruošti šiame tyrime naudotą Ce-2507 SDSS luitą, mišri kompozicija, apimanti Fe-Ce pagrindinį lydinį, užsandarinta gryno geležies vamzdžiu, buvo išlydyta 150 kg vidutinio dažnio indukcinėje krosnyje, kad būtų pagamintas išlydytas plienas, ir supiltas į formą.Išmatuotos cheminės sudėties (masės %) yra pateiktos 2 papildomoje lentelėje. Luitai pirmiausia karštai kaliami į blokus.Tada jis buvo atkaitintas 1050 ° C temperatūroje 60 minučių, kad būtų gautas plienas kieto tirpalo būsenoje, o po to atvėsinamas vandenyje iki kambario temperatūros.Tirti mėginiai buvo išsamiai ištirti naudojant TEM ir DOE, siekiant ištirti fazes, grūdelių dydį ir morfologiją.Išsamesnės informacijos apie pavyzdžius ir gamybos procesą galima rasti kituose šaltiniuose6,7.
Cilindriniai mėginiai (φ10 mm×15 mm) karštam suspaudimui buvo apdoroti taip, kad cilindro ašis būtų lygiagreti bloko deformacijos krypčiai.Aukštos temperatūros suspaudimas buvo atliktas esant įvairioms temperatūroms 1000–1150 °C diapazone, naudojant Gleeble-3800 terminį simuliatorių, esant pastoviam deformacijos greičiui 0,01–10 s-1 diapazone.Prieš deformaciją mėginiai buvo kaitinami 10 ° C s-1 greičiu 2 minutes pasirinktoje temperatūroje, kad būtų pašalintas temperatūros gradientas.Pasiekus vienodą temperatūrą, mėginys buvo deformuotas iki tikrosios deformacijos vertės 0, 7.Po deformacijos mėginiai buvo nedelsiant gesinami vandeniu, kad būtų išsaugota deformuota struktūra.Tada sukietėjęs bandinys pjaunamas lygiagrečiai suspaudimo krypčiai.Šiam konkrečiam tyrimui pasirinkome bandinį, kurio karšto tempimo sąlyga yra 1050 °C, 10 s-1, nes pastebėtas mikrokietumas buvo didesnis nei kitų bandinių7.
Masyvūs (80 × 10 × 17 mm3) Ce-2507 kieto tirpalo pavyzdžiai buvo naudojami LG-300 trifaziame asinchroniniame dviejų ritinių malūne, turinčiame geriausias mechanines savybes tarp visų kitų deformacijos lygių6.Kiekvieno kelio deformacijos greitis ir storio sumažėjimas yra atitinkamai 0,2 m·s-1 ir 5%.
Autolab PGSTAT128N elektrocheminė darbo vieta buvo naudojama SDSS elektrocheminiams matavimams po šalto valcavimo iki 90% storio sumažėjimo (1,0 ekvivalento tikroji deformacija) ir po karšto presavimo 1050 °C temperatūroje 10 s-1 iki tikrosios deformacijos 0,7.Darbo vietoje yra trijų elektrodų elementas, kurio etaloninis elektrodas yra prisotintas kalomelio elektrodas, grafito priešelektrodas ir SDSS pavyzdys kaip darbinis elektrodas.Mėginiai buvo supjaustyti į 11,3 mm skersmens cilindrus, prie kurių šonų buvo prilituoti variniai laidai.Tada mėginiai buvo pritvirtinti epoksidine derva, paliekant 1 cm2 darbinį atvirą plotą kaip darbinį elektrodą (apatinė cilindrinio mėginio pusė).Būkite atsargūs kietėdami epoksidą ir vėliau šlifuodami bei poliruodami, kad išvengtumėte įtrūkimų.Darbiniai paviršiai buvo šlifuoti ir poliruoti deimantine poliravimo suspensija, kurios dalelių dydis 1 μm, nuplauti distiliuotu vandeniu ir etanoliu ir išdžiovinti šaltame ore.Prieš atliekant elektrocheminius matavimus, poliruoti mėginiai keletą dienų buvo veikiami ore, kad susidarytų natūrali oksido plėvelė.Nerūdijančio plieno korozijai paspartinti naudojamas vandeninis FeCl3 (6,0 masės%) tirpalas (6,0 masės%), stabilizuotas iki pH = 1,0 ± 0,01 su HCl pagal ASTM rekomendacijas.Prieš atliekant bet kokius matavimus, mėginys panardinamas į tiriamąjį tirpalą 1 valandai, kad jis beveik nusistovėtų.Kietųjų tirpalų, karštai formuotų ir šaltai valcuotų mėginių varžos matavimai buvo atlikti esant atviros grandinės potencialams (OPC), atitinkamai 0,39, 0,33 ir 0,25 V, dažnių diapazone nuo 1 105 iki 0,1 Hz, o amplitudė 5 mV.Visi cheminiai bandymai buvo pakartoti bent 3 kartus tomis pačiomis sąlygomis, siekiant užtikrinti duomenų atkuriamumą.
Atliekant HE-SXRD matavimus, buvo išmatuoti stačiakampiai dvipusiai plieniniai blokai, kurių matmenys yra 1 × 1 × 1, 5 mm3, siekiant kiekybiškai įvertinti Brockhouse didelės energijos keitiklio pluošto fazės sudėtį CLS, Kanadoje56.Duomenų rinkimas buvo atliktas naudojant Debye-Scherrer geometriją arba perdavimo geometriją kambario temperatūroje.Rentgeno spindulių bangos ilgis, kalibruotas naudojant LaB6 kalibratorių, yra 0,212561 Å, o tai atitinka 58 keV, o tai yra daug didesnis nei Cu Kα (8 keV), paprastai naudojamo kaip laboratorinis rentgeno šaltinis.Mėginys buvo 740 mm atstumu nuo detektoriaus.Kiekvieno mėginio aptikimo tūris yra 0,2 × 0,3 × 1,5 mm3, kurį lemia pluošto dydis ir mėginio storis.Visi duomenys buvo surinkti naudojant Perkin Elmer srities detektorių, plokščiaekranį rentgeno detektorių, 200 µm pikselių, 40 × 40 cm2, naudojant 0,3 s ekspozicijos laiką ir 120 kadrų.
Dviejų pasirinktų modelių sistemų X-PEEM matavimai buvo atlikti Beamline MAXPEEM PEEM galinėje stotyje MAX IV laboratorijoje (Lundas, Švedija).Mėginiai buvo paruošti taip pat, kaip ir elektrocheminiams matavimams.Paruošti mėginiai keletą dienų buvo laikomi ore ir degazuojami itin aukšto vakuumo kameroje prieš apšvitinant sinchrotroniniais fotonais.Pluošto linijos energijos skiriamoji geba buvo gauta išmatavus jonų išeigos spektrą sužadinimo srityje nuo N 1 s iki 1\(\pi _g^ \ast\) šalia hv = 401 eV N2 su fotono energijos priklausomybe nuo E3/2 , 57. Aproksimacijos spektras davė apie 30 d E energijos (spektro matuojamas th) e ΔE. diapazonas. Todėl, naudojant modifikuotą SX-700 monochromatorių su Si 1200 linijos mm-1 briauna Si 1200 linijos mm-1 briauna, Fe 2p L2,3 Ni2,3 Ni2,3 Ni2,3 Ni2,3p2,3 eV, 3 p, 3 p, 3 p, 3 p, 3 p, 3 p, 3 p, ,5 kraštas. Todėl buvo apskaičiuota, kad pluošto linijos energijos skiriamoji geba yra E/∆E = 700 eV/0,3 eV > 2000, o srautas ≈1012 ph/s, naudojant modifikuotą SX-700 monochromatorių su Si 1200 linijos mm-1 briauna, skirta Fe 2p C M-1 briaunoms, Fe 2p L2.3 Nil2, Cr3 L. .5 kraštas. Таким образом, энергетическое разрешение канала пучка было оценено как E/∆E = 700 эВ/0,3 эВ > 2000 эВ/0,3 эВ > 2000 m. льзовании модифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 штрихов/мм для Fe кромка 2p M L2,3, кромка, 3, 2p. 4,5. Taigi pluošto kanalo energijos skiriamoji geba buvo įvertinta kaip E/∆E = 700 eV/0,3 eV > 2000 ir srautas ≈1012 f/s, naudojant modifikuotą SX-700 monochromatorių su 1200 eilučių/mm Si gardelėmis, skirtomis Fe briaunoms 2p L2 , L.2p3, L.2p3, L.2p3, L.2p3, Cr. 5.因此，光束线能量分辨率估计为E/ΔE = 700 eV/0,3 eV > 2000 和通量≈版1012 ph/s，通 2012 ph/s，通mm-1 光栅的改进的SX-700 单色器用于Fe 2p L2,3 边缘、Cr 2p L2,3 边缘、Ni 2p L2,3 辌瀁 M2,3 辌瀁因此 ， 光束线 能量 分辨率 为 为 为 为 δe = 700 EV/0,3 EV> 2000 和 扈1012 在 並 2 ， PH/S！ 0 线 mm-1 光栅 改进 的 SX-700 单色器 于 于 于 用 用 用 用 用 用 Fe 2p L2.3 輹缘、 猁 缌 弌 瘒 聹 聾 羾 2.3 Ce M4.5 边缘.Taigi, naudojant modifikuotą SX-700 monochromatorių su 1200 eilučių Si grotelėmis.3, Cr kraštas 2p L2.3, Ni kraštas 2p L2.3 ir Ce kraštas M4.5.Nuskaitykite fotonų energiją 0,2 eV žingsniais.Kiekvienai energijai PEEM vaizdai buvo įrašyti naudojant TVIPS F-216 pluošto CMOS detektorių su 2 x 2 dėžėmis, kuri suteikia 1024 × 1024 pikselių skiriamąją gebą 20 µm matymo lauke.Vaizdų ekspozicijos laikas buvo 0,2 s, vidutiniškai 16 kadrų.Fotoelektroninio vaizdo energija parenkama taip, kad gautų didžiausią antrinį elektronų signalą.Visi matavimai buvo atlikti įprastu dažniu, naudojant tiesiškai poliarizuotą fotonų spindulį.Daugiau informacijos apie matavimus galima rasti ankstesniame tyrime.Ištyrus bendros elektronų išeigos (TEY) aptikimo režimą ir jo taikymą X-PEEM49, šio metodo bandomasis gylis yra apie 4–5 nm Cr signalui ir apie 6 nm Fe.Cr gylis yra labai artimas oksido plėvelės storiui (~ 4 nm) 60, 61, o Fe gylis yra didesnis nei storis.XRD, surinktas Fe L krašte, yra geležies oksidų ir Fe0 iš matricos XRD mišinys.Pirmuoju atveju skleidžiamų elektronų intensyvumas gaunamas iš visų įmanomų elektronų tipų, kurie prisideda prie TEY.Tačiau gryno geležies signalui reikalinga didesnė kinetinė energija, kad elektronai pereitų per oksido sluoksnį į paviršių ir būtų surinkti analizatoriaus.Šiuo atveju Fe0 signalą daugiausia lemia LVV Auger elektronai, taip pat jų skleidžiami antriniai elektronai.Be to, šių elektronų TEY intensyvumas mažėja elektronų pabėgimo keliu, dar labiau sumažindamas Fe0 spektrinį atsaką geležies XAS žemėlapyje.
Duomenų gavybos integravimas į duomenų kubą (X-PEEM duomenys) yra pagrindinis žingsnis siekiant gauti svarbią informaciją (chemines ar fizines savybes) taikant daugiamatį metodą.K-means klasterizavimas yra plačiai naudojamas keliose srityse, įskaitant mašininį matymą, vaizdo apdorojimą, neprižiūrimą modelio atpažinimą, dirbtinį intelektą ir klasifikavimo analizę.Pavyzdžiui, K-means klasterizavimas gerai pasirodė sugrupuojant hiperspektrinio vaizdo duomenis.Iš esmės, kelių funkcijų duomenims, K-means algoritmas gali lengvai juos sugrupuoti pagal informaciją apie jų požymius (fotonų energijos savybes).K-means klasterizavimas – tai kartotinis algoritmas, skirtas duomenims padalyti į K nepersidengiančias grupes (klasterius), kur kiekvienas pikselis priklauso konkrečiam klasteriui, priklausomai nuo cheminio nehomogeniškumo erdvinio pasiskirstymo plieno mikrostruktūrinėje kompozicijoje.K-means algoritmas apima du etapus: pirmajame etape apskaičiuojami K centroidai, o antrajame etape kiekvienam taškui priskiriamas klasteris su gretimais centroidais.Klasterio svorio centras apibrėžiamas kaip tos grupės duomenų taškų (XAS spektro) aritmetinis vidurkis.Kaimyninius centroidus galima apibrėžti kaip Euklido atstumą įvairiais atstumais.Jei įvesties vaizdas yra px,y (kur x ir y yra skiriamoji geba pikseliais), CK yra klasterio svorio centras;Tada šis vaizdas gali būti segmentuotas (sugrupuotas) į K grupes, naudojant K-means63.Paskutiniai K-means klasterizacijos algoritmo žingsniai yra šie:
2 veiksmas. Apskaičiuokite visų pikselių priklausomybę pagal esamą centroidą.Pavyzdžiui, jis apskaičiuojamas pagal euklido atstumą d tarp centro ir kiekvieno pikselio:
3 veiksmas Priskirkite kiekvieną pikselį artimiausiam centroidui.Tada perskaičiuokite K centroidų pozicijas taip:
4 veiksmas. Kartokite procesą ((7) ir (8) lygtis), kol centroidai susilygins.Galutiniai klasterizacijos kokybės rezultatai yra stipriai susiję su geriausiu pradinių centroidų pasirinkimu.Plieninių vaizdų PEEM duomenų struktūrai paprastai X (x × y × λ) yra 3D masyvo duomenų kubas, o x ir y ašys reiškia erdvinę informaciją (pikselių skiriamąją gebą), o λ ašis atitinka fotoną.energijos spektrinis vaizdas.K-means algoritmas naudojamas X-PEEM duomenų dominančioms sritims ištirti, atskiriant pikselius (klasterius arba subblokus) pagal jų spektrines ypatybes ir išskiriant geriausius centroidus (XAS spektrinius profilius) kiekvienai analitei.klasteris).Jis naudojamas erdviniam pasiskirstymui, vietiniams spektriniams pokyčiams, oksidacijos elgsenai ir cheminėms būsenoms tirti.Pavyzdžiui, K-means klasterizacijos algoritmas buvo naudojamas Fe L krašto ir Cr L krašto regionams karštai apdirbtame ir šaltai valcuotame X-PEEM.Siekiant rasti optimalius klasterius ir centroidus, buvo išbandytas įvairus skaičius K klasterių (mikrostruktūros regionų).Kai rodomi šie skaičiai, pikseliai iš naujo priskiriami atitinkamiems klasterio centroidams.Kiekvienas spalvų pasiskirstymas atitinka klasterio centrą, rodantį cheminių ar fizinių objektų erdvinį išsidėstymą.Išskirti centroidai yra linijiniai grynų spektrų deriniai.
Šio tyrimo rezultatus patvirtinančius duomenis galima gauti pagrįstu atitinkamo WC autoriaus prašymu.
Sieurin, H. & Sandström, R. Suvirinto dvipusio nerūdijančio plieno atsparumas plyšimui. Sieurin, H. & Sandström, R. Suvirinto dvipusio nerūdijančio plieno atsparumas plyšimui. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Suvirinto dvipusio nerūdijančio plieno atsparumas lūžiams. Sieurin, H. & Sandström, R. 焊接双相不锈钢的断裂韧性. Sieurin, H. & Sandstrom, R. 焊接双相不锈钢的断裂韧性. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварных дуплексных нержавеющих сталей. Sieurin, H. & Sandström, R. Suvirintų dvipusio nerūdijančio plieno atsparumas plyšimui.Britanija.Trupmeninė dalis.kailis.73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Dvipusio nerūdijančio plieno atsparumas korozijai pasirinktose organinėse rūgštyse ir organinių rūgščių/chlorido aplinkoje. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Dvipusio nerūdijančio plieno atsparumas korozijai pasirinktose organinėse rūgštyse ir organinių rūgščių/chlorido aplinkoje.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh.ir Van Der Merwe, J. Dvipusio nerūdijančio plieno atsparumas korozijai aplinkoje, kurioje yra kai kurių organinių rūgščių ir organinių rūgščių/chloridų. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相不锈钢在选定的有机酸和有机酸/氯化物环墐耭煚 Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相nerūdijančio plieno 在特定的organic酸和organic酸/chlorinated environment的耐过性性.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh.ir Van Der Merwe, J. Dvipusio nerūdijančio plieno atsparumas korozijai pasirinktose organinių rūgščių ir organinių rūgščių/chloridų aplinkose.konservantas.Medžiagų metodai 57, 107–117 (2010).
Barrera, S. ir kt.Fe-Al-Mn-C dvipusių lydinių korozijos-oksidacinis elgesys.Medžiagos 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Naujos kartos super dupleksiniai plienai įrenginių dujų ir naftos gamyboje. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Naujos kartos super dupleksiniai plienai įrenginių dujų ir naftos gamyboje.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Naujos kartos super dupleksiniai plienai naftos ir dujų gamybos įrangai.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Naujos kartos super dupleksiniai plienai, skirti dujų ir naftos gamybos įrangai.Internetinis seminaras E3S 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Dvipusio nerūdijančio plieno 2507 markės karštosios deformacijos tyrimas. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Dvipusio nerūdijančio plieno 2507 markės karštosios deformacijos tyrimas. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей стали марки Metall507. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 tipo dvipusio nerūdijančio plieno karštosios deformacijos tyrimas.Metalas. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 双相不锈钢2507 级热变形行为的研究. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 级热变形行为的研究.Kingklang, S. ir Utaisansuk, V. 2507 tipo dvipusio nerūdijančio plieno karštosios deformacijos tyrimas.Metalas.Alma Mater.transas.48, 95–108 (2017).
Zhou, T. ir kt.Kontroliuojamo šalto valcavimo poveikis ceriu modifikuoto superdupleksinio SAF 2507 nerūdijančio plieno mikrostruktūrai ir mechaninėms savybėms.Alma Mater.Mokslas.Britanija.A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. ir kt.Struktūrinės ir mechaninės savybės, sukeltos ceriu modifikuoto superdupleksinio SAF 2507 nerūdijančio plieno terminės deformacijos.J. Alma mater.saugojimo bakas.technologija.9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Retųjų žemių elementų poveikis austenitinio plieno oksidacijos elgsenai aukštoje temperatūroje. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Retųjų žemių elementų poveikis austenitinio plieno oksidacijos elgsenai aukštoje temperatūroje.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. ir Zheng K. Retųjų žemių elementų įtaka austenitinio plieno elgesiui oksiduojant aukštoje temperatūroje. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. 稀土元素对奥氏体钢高温氧化行为的影响. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. ir Zheng K. Retųjų žemių elementų įtaka austenitinio plieno elgesiui oksiduojant aukštoje temperatūroje.koros.Mokslas.164, 108359 (2020).
Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce poveikis 27Cr-3,8Mo-2Ni superferitinio nerūdijančio plieno mikrostruktūrai ir savybėms. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce poveikis 27Cr-3,8Mo-2Ni superferitinio nerūdijančio plieno mikrostruktūrai ir savybėms.Li Y., Yang G., Jiang Z., Chen K. ir Sun S. Se įtaka superferitinio nerūdijančio plieno 27Cr-3,8Mo-2Ni mikrostruktūrai ir savybėms. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce 对27Cr-3.8Mo-2Ni 超铁素体不锈钢的显微组织和性能的倧能的对 Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce poveikis 27Cr-3.8Mo-2Ni superplieno nerūdijančio plieno mikrostruktūrai ir savybėms. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S.. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce poveikis superferitinio nerūdijančio plieno 27Cr-3,8Mo-2Ni mikrostruktūrai ir savybėms.Geležinis ženklas.Steelmak 47, 67–76 (2020).