Cr martensitic stainless steels have excellent mechanical properties and good corrosion resistance. Due these reasons, they are possible candidates for structural applications in the future nuclear fusion reactors. The environmental in working conditions includes irradiation and/or heat treatments, which could cause the embrittlement of the steel due to Cr segregation.In the present work the chemical composition of the fracture surfaces of a 10.5 wt.% Cr martensitic stainless steel, previously broken in brittle or ductile field during the Charpy test, have been studied through X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The Cr segregation has been observed in both ductile and brittle quasi-cleavage fractures, so the aim of this study is to determine how this segregation depends on fracture temperature and to reveal the role that Cr plays in the embrittlement of the steel.

L'acciaio martensitico (10.5 Cr%), oggetto di questo studio è un materiale candidato per costituire componentistrutturali di futuri reattori a fusione nucleare. Sono stati preparati diversi gruppi di provini per prove di resilienzaCharpy: tutti sono stati tenuti per 30 minuti a 1075 °C (campo austenitico), temprati con una velocità di raffreddamentodi 60 °C/s ed infine, i vari gruppi sono stati trattati a 700 °C per tempi crescenti fino a 18 ore. Una volta eseguiti i test dirottura sui vari gruppi a temperature nell'intervallo da -100 °C a + 200 °C, la morfologia delle superfici di frattura è stataanalizzata tramite microscopia elettronica a scansione (SEM). La composizione chimica delle superfici è stata studiatamediante misure XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). Tali misure hanno registrato un eccesso di Cr sulle superficidi frattura sia in campo duttile che fragile, rispetto ai valori nominali di tale elemento nella composizione dell'acciaio,andando così ad evidenziare il ruolo cruciale del Cr nei processi di frattura di questi materiali.

Study of Cr segregation in martensitic stainless steels by XPS analysis

Bolli E;Kaciulis S;Mezzi A;
2021

Abstract

Cr martensitic stainless steels have excellent mechanical properties and good corrosion resistance. Due these reasons, they are possible candidates for structural applications in the future nuclear fusion reactors. The environmental in working conditions includes irradiation and/or heat treatments, which could cause the embrittlement of the steel due to Cr segregation.In the present work the chemical composition of the fracture surfaces of a 10.5 wt.% Cr martensitic stainless steel, previously broken in brittle or ductile field during the Charpy test, have been studied through X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The Cr segregation has been observed in both ductile and brittle quasi-cleavage fractures, so the aim of this study is to determine how this segregation depends on fracture temperature and to reveal the role that Cr plays in the embrittlement of the steel.
2021
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati - ISMN
L'acciaio martensitico (10.5 Cr%), oggetto di questo studio è un materiale candidato per costituire componentistrutturali di futuri reattori a fusione nucleare. Sono stati preparati diversi gruppi di provini per prove di resilienzaCharpy: tutti sono stati tenuti per 30 minuti a 1075 °C (campo austenitico), temprati con una velocità di raffreddamentodi 60 °C/s ed infine, i vari gruppi sono stati trattati a 700 °C per tempi crescenti fino a 18 ore. Una volta eseguiti i test dirottura sui vari gruppi a temperature nell'intervallo da -100 °C a + 200 °C, la morfologia delle superfici di frattura è stataanalizzata tramite microscopia elettronica a scansione (SEM). La composizione chimica delle superfici è stata studiatamediante misure XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). Tali misure hanno registrato un eccesso di Cr sulle superficidi frattura sia in campo duttile che fragile, rispetto ai valori nominali di tale elemento nella composizione dell'acciaio,andando così ad evidenziare il ruolo cruciale del Cr nei processi di frattura di questi materiali.
martensitic steel
Cr segregation
XPS
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
prod_459908-doc_179150.pdf

solo utenti autorizzati

Descrizione: Study of Cr segregation in martensitic stainless steels by XPS analysis
Tipologia: Versione Editoriale (PDF)
Licenza: NON PUBBLICO - Accesso privato/ristretto
Dimensione 575.22 kB
Formato Adobe PDF
575.22 kB Adobe PDF   Visualizza/Apri   Richiedi una copia

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14243/449098
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus 0
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 0
social impact