Corrosion Resistance of AISI 321 Austenitic Steel in Biological Fluids after Laser Surface Treatment // Корозионна устойчивост в биологични флуиди на аустенитна стомана AISI 321 след повърхностно въздействие с лазер

Abstract

The thesis investigates the corrosion resistance of AISI 321 austenitic stainless steel in biological fluids after laser surface treatment. Initially, the steel surface microstructure after laser melting was investigated and compared with untreated material microstructures. Then, the corrosion resistance and corrosion destruction mechanism of AISI 321 steel laser-molten layers in Ringer’s saline were examined. A comparative analysis of the electrochemical corrosion in artificial saliva with various acidity was also made. It was found that: 1) In Ringer’s solution, AISI 321 steel laser-melted layers show increased corrosion resistance compared to untreated steel. 2) In pH 6.5 artificial saliva, the corrosion resistance of the laser-melted layers and the base metal is similar. 3) The laser-molten layers have lower corrosion resistance in artificial saliva with increased acidity pH 5.6. Based on the results obtained, recommendations have been made regarding the use of laser technologies in implants, dental structures, and medical device fabrication using AISI 321 austenitic stainless steel.

В настоящата дисертация е изследвана корозионната устойчивост в биологични флуиди на аустенитна неръждаема стомана AISI 321 след повърхностно въздействие с лазер. Първоначално е изследвана микроструктурата на повърхността на стоманата след стопяване с лазер и е направено сравнение с микроструктурата на необработения материал. След това са изследвани корозионната устойчивост и механизма на корозионно разрушаване на лазерно-стопените слоеве на стомана AISI 321 във физиологичен разтвор Рингер. Направен е и сравнителен анализ на електро-химичната корозия в изкуствена слюнка с различна киселинност. Установено е, че: 1) В разтвор Рингер лазерно-стопените слоеве на стомана AISI 321 показват повишена устойчивост на корозия в сравнение с необработената стомана; 2) В изкуствена слюнка с pH 6,5 корозионната устойчивост на лазерно-стопените слоеве и на основния метал е близка; 3) В изкуствена слюнка с повишена киселинност pH 5,6 лазерно разтопените слоеве имат по-ниска устойчивост на корозия. На базата на получените резултати са направени препоръки за приложението на лазерните технологии при производство на импланти, дентални конструкции и медицински устройства от аустенитна неръждаема стомана AISI 321.