en
Назад
DOI: 10.17586/1023-5086-2026-93-12-27-37
УДК: 620.193.73
Влияние химического состава нержавеющей стали AISI 304 после лазерного воздействия на стойкость к питтинговой коррозии
Суслов Р.Р., Филатов И.А., Москвин М.К., Бухаров М.С., Давыдова Е.А., Михалевич М.А., Гришина А.И., Воркель В.А., Романова Г.В. Влияние химического состава нержавеющей стали AISI 304 после лазерного воздействия на стойкость к питтинговой коррозии // Оптический журнал. 2026. Т. 93. № 12. С. 27–37. http://doi.org/10.17586/1023 5086-2026-93-12-27-37
Suslov R.R., Filatov I.A., Moskvin M.K., Bukharov M.S., Davydova E.A., Mikhalevich M.A., Grishina A.I., Vorkel V.A., Romanova G.V. Effect of chemical composition on pit ting corrosion resistance of AISI 304 stainless steel after laser surface structuring [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2026. V. 93. № 12. P. 27–37. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93- 12-27-37
Предмет исследования. Химический состав и стойкость к питтинговой коррозии нержавеющей стали AISI 304 после лазерного структурирования. Цель работы. Установление возможности повышения стойкости стали AISI 304 к питтинговой коррозии путём изменения химического состава поверхностных слоёв при лазерной обработке. Метод. Лазерное структурирование поверхности с использованием параметров лазерного излучения (плотность мощности, степень перекрытия импульсов), обеспечивающих нагрев и плавление материала. Исследование включало анализ морфологии поверхности методами микроскопии и профилометрии, изучение фазово-химического состава поверхности, а также электрохимические коррозионные испытания. Основные результаты. Показано, что лазерная обработка вызывает перераспределение химических элементов в приповерхностном слое и формирование оксидной плёнки. Установлено, что увеличение содержания железа и оксида марганца снижает стойкость к питтинговой коррозии, тогда как присутствие никеля и его оксида способствует повышению защитных свойств. Выявлены режимы лазерной обработки, которые обеспечивают повышение коррозионной стойкости стали. Научная новизна заключается в установлении связи между химическим составом модифицированного лазером поверхностного слоя и устойчивостью стали к питтинговой коррозии. Практическая значимость. Полученные результаты подтверждают возможность использования лазерного структурирования в качестве локального и бесконтактного метода пассивации стальных изделий без применения расходных материалов. Данный метод перспективен для повышения срока службы и защиты малогабаритных элементов датчиков и других устройств, функционирующих в агрессивных средах.
лазерная обработка, питтинговая коррозия, оксидный слой, нержавеющая сталь, химический состав, пассивация
Коды OCIS: 160.3900, 350.3850
Список источников:1. Wang Z., Dirrenberger J., Lapouge P., Dubent S. Laser treatment of 430 ferritic stainless steel for enhanced mechanical properties // Materials Science and En gineering: A. 2022. V. 831. P. 142205. DOI:10.1016/j. msea.2021.142205
2. Liu W., Pan H., Wang Q. et al. Microstructures and corrosion behaviors of nickel-based coating prepared by laser cladding and electroplated hard chromium coating // Engineering Failure Analysis. 2022. V. 140. P. 106612. DOI:10.1016/j.engfailanal.2022.106612
3. Wang A., Feng A., Chen Y. et al. Study on the corrosion resistance of 316L stainless steel by picosecond laser cleaning // Journal of Solid State Electrochemistry. 2024. P. 2495–2504. DOI:10.1007/s10008-023-05782-6
4. Пронин С.П., Умбетов С.В. Исследование возможности оценки глубины проникновения коррозии в металл по изображению корродированной поверхности // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 1. С. 63–73. DOI:10.17586/1023-5086-2022-89-01-63-73
Pronin S.P., Umbetov S.V. Can the corrosion-penetra tion depth into a metal be estimated from an image of the corroded surface? // Journal of Optical Technology. 2022. V. 89. № 1. P. 44–51. DOI:10.1364/JOT.89. 000044
5. Guo L., Huang H., Jia C., Romanov K. Axial behavior of square CFST with local corrosion simulated by artificial notch // Journal of Constructional Steel Research. 2020. V. 174. P. 106314. DOI:10.1016/j. jcsr.2020.106314
6. Farh H.M.H., Seghier M.E.A.B., Zayed T. A comprehensive review of corrosion protection and control techniques for metallic pipelines // Engineering Failure Analysis. 2023. V. 143. P. 106885. DOI:10.1016/ j.engfailanal.2022.106885
7. Akpan E.D., Singh A.K., Lgaz H. et al. Coordination compounds as corrosion inhibitors of metals: A review // Coordination Chemistry Reviews. 2024. V. 499. P. 215503. DOI:10.1016/j.ccr.2023.215503
8. Yoo Y.-R., Choi S.-H., Kim Y.-S. Effect of laser peening on the corrosion properties of 304L stainless steel // Materials. 2023. V. 16. Art. 804. DOI:10.3390/ ma16020804
9. Guan L., Ye Z., Zhong J., Li Y., Zhang Y. Enhance ment of corrosion resistance of 304L stainless steel treated by massive laser shock peening // Optics & La ser Technology. 2022. V. 154. P. 108319. DOI:10.1016/ j.optlastec.2022.108319
10. Suslov R., Prokopiev V., Filatov I. et al. Effect of chemical composition on pitting corrosion resistance of AISI 430 stainless steel after laser surface structuring // Optics & Laser Technology. 2025. V. 183. P. 112286. DOI:10.1016/j.optlastec.2024.112286
11. Марочник сталей и сплавов. 4-е изд., переработ. и доп. / Ю.Г. Драгунов, А.С. Зубченко, Ю.В. Каширский и др. Под общей ред. Ю.Г. Драгунова и А.С. Зубченко. М.: Машиностроение, 2014. 1216 с.
Steel and alloy brand book. 4th edition, revised and enlarged / Dragunov Yu.G., Zubchenko A.S., Kashirsky Yu.V. et al. Edited by Dragunov Yu.G., Zubchenko A.S. Moscow: Mashinostroenie, 2014. 1216 p.
12. ГОСТ 5632-2014. Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки. Введ. 01.01.15. М.: Стандартинформ, 2015. 112 с.
GOST (Russian National Standard) 5632-2014. Corrosion-resistant, heat-resistant and heat-proof alloy stainless steels and alloys. Grades [in Russian]. Introd. 01.01.15. Moscow: Standartinform, 2015. 112 p.
13. Chu T.K., Ho C.Y. Thermal conductivity and electrical resistivity of eight selected AISI stainless steels // Thermal conductivity 15. Boston, MA: Springer US, 1978. P. 79–104. DOI:10.1007/978-1-4615-9083-5_12
14. Либенсон М.Н. Лазерно-индуцированные оптические и термические процессы в конденсированных средах. СПб: Наука, 2007. 423 с.
Libenson M.N. Laser-induced optical and thermal processes in condensed matter. St. Petersburg: Nauka, 2007. 423 p.
15. Donik Č., Kocijan A., Grant J.T. et al. XPS study of duplex stainless steel oxidized by oxygen atoms // Corrosion Science. 2009. V. 51. № 4. P. 827–832. DOI:10.1016/j.corsci.2009.01.021
16. Marasco A.L., Young D.J. The oxidation of Iron Chromium-Manganese alloys at 900 C // Oxidation of Metals. 1991. V. 36. № 1. P. 157–174. DOI:10.1007/ BF00938460
17. Khollari M.A.R., Deen K.M., Asselin E. A mechanistic study of iron passivation and transpassive behavior in sulfate solutions using thermo-kinetic diagrams // Mate rials Degradation. 2025. V. 9. № 1. P. 119. DOI:10.1038/ s41529-025-00667-7
18. Kwon H., Park K. Effects of manganese on the passivity of Fe-18Cr-xMn (x = 0, 6, 12) // ECS Transactions. 2006. V. 1. № 4. P. 313. DOI:10.1149/1.2215515
19. Pardo A., Merino M.C., Coy A.E. et al. Pitting corrosion behaviour of austenitic stainless steels –combining effects of Mn and Mo additions // Corrosion Science. 2008. V. 50. № 6. P. 1796–1806. DOI:10.1016/ j.corsci.2008.04.005
20. Potgieter J.H., Olubambi P.A., Cornish L. et al. Influence of nickel additions on the corrosion behaviour of low nitrogen 22% Cr series duplex stainless steels // Corrosion Science. 2008. V. 50. № 9. P. 2572–2579. DOI:10.1016/j.corsci.2008.05.023