Local study of the effects of mechanical stresses on the growth of ultra-thin oxide films on duplex stainless steels

The aim of this work is to determine if there is a correlation between local strain gradients and the chemical composition of ultra-thin oxide films (thickness of about 20 nm) using micro-strain gauge methods and local Auger spectroscopy. A model system consisting of duplex stainless steels oxidized at 490°C for 2 minutes under secondary vacuum was considered. The obtained results showed that there is no influence of strains on the oxide film thickness. Main differences were observed in the chemical composition of the oxide film. The chromium content in the oxide film increases in the presence of compressive strains. This may explain the beneficial effects of compressive strain on the corrosion resistance of stainless steels. However, it was found that crystallographic orientation has stronger influence than thermal strains.

---

Celem pracy było określenie, czy istnieje korelacja między miejscowymi gradientami naprężeń a składem chemicznym bardzo cienkich warstw tlenkowych (o grubości ok. 20 nm). Badania wykonano stosując metody pomiaru mikroodkształceń i spektroskopii Augera. Rozpatrzono układ modelowy składający się z ze stali z procesu duplex utlenionej w ciągu 2 sekund w próżni drugiego stopnia. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że naprężenia nie mają wpływu na grubość warstwy tlenkowej. Główne różnice zaobserwowano w chemicznym składzie warstwy tlenkowej. Zawartość chromu w warstwie wzrasta w obecności naprężeń ściskających, co może wyjaśniać korzystny wpływ naprężenia ściskającego na odporność stali trudnordzewiejących na korozję. Stwierdzono jednak, że orientacja krystalografi czna wywiera większy wpływ niż naprężenia termiczne.