Degradering av mikromønster på bruddflater av ulegert stål som følge av korrosjon

Denne oppgaven ble gjort i samarbeid med DNV GL. Hensikten med oppgaven var å se på degradering av mikromønster på bruddoverflater som følge av korrosjon ved ulike tidsintervaller. Korrosjon av bruddoverflater kan være et stort problem for fraktografisk analyse siden mikroskopiske kjennetegn på ulike bruddtyper kan degraderes. For å fjerne korrosjonen på bruddoverflatene ble det i dette forsøket benyttet Alconox, 10% saltsyreløsning og 20% saltsyreløsning. Slike rensemidler kan i utgangspunktet korrodere overflatene ytterligere. Effekten av rensemidlene ble dermed testet på polerte overflater og rene bruddoverflater for å kunne skille degradering av mikromønster som følge av sjøvannskorrosjon og som følge av rensemidlene. For å kunne gjenkjenne bruddtypene etter korrodering og rensing ble det lagt vekt på ulike kjennetegn på makro -og mikronivå. For sprøbrudd ble det sett på mikroskopiske kjennetegn som kløvningstrinn (cleavage steps), fjærmerker (feather markings), tunger (tongues) og plane flater (cleavage facets). For utmattingsbruddet ble det sett på mikroskopiske kjennetegn som striasjoner, striasjonsliknende mønster og sekundærsprekker. Mikrostrukturen ble evaluert i SEM (Scanning electron microscope). For å observere virkningen av korrosjon på makronivå ble det tatt lysmikroskopbilder. Det ble sett på kjennetegn som reflektivitet og hvor jevne/flate overflatene var som kunne indikere graden av plastisk deformasjon. Det eksperimentelle arbeidet ble delt i tre hoveddeler. Først ble tilsendte polerte prøver, sprøprøver og ett utmattingsbrudd kuttet og preparert for å kunne analyseres i SEM. Videre ble effekten av rensemidlene testet. Da ble polerte prøver og bruddoverflater renset i et ultralydbad ved ulike tidsintervaller. Til slutt kom hoveddelen av forsøket der de tre overflatetypene ble korrodert i et vannbad med en saltløsning på 3,5% NaCl som skulle etterlikne sjøvann. Prøvene ble korrodert i ett døgn, en uke og en måned. Polerte overflater ble brukt som referanser for hver korrosjonstid. Etter testing av rensemidler på overflatene viste det seg at effekten av rensemidlene var minimale. Polerte prøver som stod 30 minutter i Alconox ble ikke nevneverdig skadet i noen grad. Ett minutt rensetid i både 10% saltsyreløsning og 20% saltsyreløsning virket heller ikke å skade basemetallet på overflatene. Etter å ha testet ut ulike rensetider ble det også klart at ett minutt rensetid i 10% -og 20% saltsyre fjernet korrosjonen tilstrekkelig for å kunne vurdere bruddoverflaten under. Korrosjon i ett døgn virket ikke å skade mikrostrukturen i stor grad verken for sprøbrudd eller utmattingsbrudd. De minste kjennetegnene som fjærmerker, tunger og striasjonsliknende mønster var intakt. Etter en uke med korrosjon varierte degraderingen på de ulike kjennetegnene i større grad. I noen tilfeller var prøvene såpass korrodert at de lettere kunne blitt forvekslet med duktile bruddoverflater på grunn av korroderte groper som kunne likne dimpler. Det var enklere å skille noen sprø prøver etter en uke siden disse fortsatt kunne inneholde mikroskopiske kjennetegn som større kløvningstrinn. Etter en måned ble det vanskeligere å skille ulike bruddflater siden kjennetegnene på mikronivå ble korrodert bort. Her også fremkom det dimpel-liknende hull på overflatene. Dermed ble grunnlaget for å kunne fastslå bruddtypene svært redusert. På makronivå ble ikke bruddoverflatene degradert i så stor grad at de ikke kunne gjenkjennes. Forskjellen mellom overflatene til de ulike bruddtypene var fortsatt stor og makroskopiske kjennetegn ble ikke korrodert bort verken etter ett døgn, en uke eller en måned