Terima kasih telah mengunjungi Alam.com.Versi browser yang Anda gunakan memiliki dukungan CSS yang terbatas.Untuk pengalaman terbaik, kami menyarankan Anda menggunakan browser yang diperbarui (atau nonaktifkan Mode Kompatibilitas di Internet Explorer).Sementara itu, untuk memastikan dukungan yang berkelanjutan, kami akan merender situs tanpa gaya dan JavaScript.
Baja tahan karat yang banyak digunakan dan versi tempanya tahan terhadap korosi dalam kondisi sekitar karena lapisan pasivasi yang terdiri dari kromium oksida.Korosi dan erosi baja secara tradisional dikaitkan dengan penghancuran lapisan-lapisan ini, tetapi jarang pada tingkat mikroskopis, tergantung pada asal ketidakhomogenan permukaan.Dalam karya ini, heterogenitas kimia permukaan skala nano yang terdeteksi oleh mikroskop spektroskopi dan analisis kemometrik secara tak terduga mendominasi dekomposisi dan korosi baja tahan karat super dupleks 2507 canai dingin cerium termodifikasi (SDSS) selama perilaku deformasi panasnya.sisi lain.Meskipun mikroskop fotoelektron sinar-X menunjukkan cakupan yang relatif seragam dari lapisan Cr2O3 alami, SDSS canai dingin menunjukkan hasil pasivasi yang buruk karena distribusi lokal pulau nano kaya Fe3+ pada lapisan oksida Fe/Cr.Pengetahuan di tingkat atom ini memberikan pemahaman yang mendalam tentang korosi baja tahan karat dan diharapkan dapat membantu memerangi korosi pada logam paduan tinggi yang serupa.
Sejak penemuan baja tahan karat, ketahanan korosi paduan ferokromium dikaitkan dengan kromium, yang membentuk oksida/oksihidroksida kuat yang menunjukkan perilaku pasif di sebagian besar lingkungan.Dibandingkan dengan baja tahan karat konvensional (austenitik dan feritik), baja tahan karat super dupleks (SDSS) dengan ketahanan korosi yang lebih baik memiliki sifat mekanik yang unggul1,2,3.Peningkatan kekuatan mekanik memungkinkan desain yang lebih ringan dan lebih kompak.Sebaliknya, SDSS yang ekonomis memiliki ketahanan yang tinggi terhadap korosi pitting dan celah, menghasilkan masa pakai yang lebih lama dan aplikasi yang lebih luas dalam pengendalian polusi, wadah bahan kimia, dan industri minyak dan gas lepas pantai4.Namun, kisaran suhu perlakuan panas yang sempit dan kemampuan bentuk yang buruk menghambat aplikasi praktisnya yang luas.Oleh karena itu, SDSS telah dimodifikasi untuk meningkatkan sifat-sifat di atas.Misalnya, modifikasi Ce dan penambahan tinggi N 6, 7, 8 diperkenalkan pada 2507 SDSS (Ce-2507).Konsentrasi yang sesuai sebesar 0,08% berat unsur tanah jarang (Ce) memiliki efek menguntungkan pada sifat mekanik DSS, karena meningkatkan penyempurnaan butir dan kekuatan batas butir.Ketahanan aus dan korosi, kekuatan tarik dan kekuatan luluh, dan kemampuan kerja panas juga telah ditingkatkan9.Nitrogen dalam jumlah besar dapat menggantikan kandungan nikel yang mahal, membuat SDSS lebih hemat biaya10.
Baru-baru ini, SDSS telah mengalami deformasi plastis pada berbagai suhu (suhu rendah, dingin dan panas) untuk mencapai sifat mekanik yang sangat baik6,7,8.Namun, ketahanan korosi SDSS yang sangat baik disebabkan oleh adanya film oksida tipis di permukaan, yang dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti adanya banyak fase dengan batas butir yang berbeda, endapan yang tidak diinginkan dan reaksi yang berbeda.struktur mikro internal yang tidak homogen dari berbagai fase austenitik dan feritik mengalami deformasi 7 .Oleh karena itu, studi tentang sifat domain mikro dari film tersebut pada tingkat struktur elektronik sangat penting untuk memahami korosi SDSS dan membutuhkan teknik eksperimental yang kompleks.Sejauh ini, metode sensitif permukaan seperti spektroskopi elektron Auger11 dan spektroskopi fotoelektron sinar-X12,13,14,15 serta sistem fotoelektron fotoelektron sinar-X keras membedakan, tetapi sering gagal untuk memisahkan, keadaan kimia dari unsur yang sama di berbagai titik dalam ruang pada skala nano.Beberapa studi baru-baru ini telah menghubungkan oksidasi kromium lokal dengan perilaku korosi yang diamati dari 17 baja tahan karat austenitik, 18 baja tahan karat martensit, dan SDSS 19, 20. Namun, studi ini terutama berfokus pada efek heterogenitas Cr (misalnya keadaan oksidasi Cr3+) pada ketahanan korosi.Heterogenitas lateral dalam keadaan oksidasi unsur dapat disebabkan oleh senyawa yang berbeda dengan unsur penyusun yang sama, seperti oksida besi.Senyawa-senyawa ini mewarisi ukuran kecil yang diproses secara termomekanis yang berdekatan satu sama lain, tetapi berbeda dalam komposisi dan tingkat oksidasi16,21.Oleh karena itu, mengungkap penghancuran film oksida dan kemudian pitting membutuhkan pemahaman tentang ketidakhomogenan permukaan pada tingkat mikroskopis.Terlepas dari persyaratan ini, penilaian kuantitatif seperti heterogenitas oksidasi lateral, terutama besi pada skala nano/atomik, masih kurang dan signifikansinya untuk ketahanan korosi masih belum dijelajahi.Sampai saat ini, keadaan kimia dari berbagai elemen, seperti Fe dan Ca, secara kuantitatif dijelaskan pada sampel baja menggunakan mikroskop fotoelektron sinar-X lunak (X-PEEM) di fasilitas radiasi sinkrotron berskala nano.Dikombinasikan dengan teknik spektroskopi serapan sinar-X (XAS) yang peka terhadap bahan kimia, X-PEEM memungkinkan pengukuran XAS dengan resolusi spasial dan spektral yang tinggi, memberikan informasi kimia tentang komposisi unsur dan keadaan kimianya dengan resolusi spasial hingga skala nanometer 23 .Pengamatan spektroskopi dari situs inisiasi di bawah mikroskop ini memfasilitasi eksperimen kimia lokal dan secara spasial dapat menunjukkan perubahan kimia yang belum dijelajahi sebelumnya pada lapisan Fe.
Studi ini memperluas keunggulan PEEM dalam mendeteksi perbedaan kimia pada skala nano dan menyajikan metode analisis permukaan tingkat atom untuk memahami perilaku korosi Ce-2507.Ini menggunakan data kemometri kluster K-means24 untuk memetakan komposisi kimia global (heterogenitas) dari unsur-unsur yang terlibat, dengan keadaan kimianya disajikan dalam representasi statistik.Tidak seperti kasus korosi tradisional yang disebabkan oleh kerusakan film kromium oksida, pasivasi yang buruk saat ini dan ketahanan korosi yang buruk dikaitkan dengan nanoislands kaya Fe3+ lokal di dekat lapisan oksida Fe/Cr, yang mungkin merupakan hasil dari oksida pelindung.Di tempat kerusakan, terbentuk film yang menyebabkan korosi.
Perilaku korosif SDSS 2507 terdeformasi pertama kali dievaluasi menggunakan pengukuran elektrokimia.Pada ara.Gambar 1 menunjukkan kurva Nyquist dan Bode untuk sampel terpilih dalam larutan asam (pH = 1) berair dari FeCl3 pada suhu kamar.Elektrolit yang dipilih bertindak sebagai zat pengoksidasi kuat, mencirikan kecenderungan film pasivasi untuk rusak.Meskipun material tidak mengalami pitting suhu kamar yang stabil, analisis ini memberikan wawasan tentang peristiwa kegagalan potensial dan proses pasca korosi.Sirkuit ekuivalen (Gbr. 1d) digunakan untuk menyesuaikan spektra elektrokimia impedansi spektroskopi (EIS), dan hasil pemasangan yang sesuai ditunjukkan pada Tabel 1. Setengah lingkaran yang tidak lengkap muncul saat menguji larutan yang diberi perlakuan dan sampel yang dikerjakan panas, sedangkan setengah lingkaran terkompresi yang sesuai digulung dingin (Gbr. 1b).Dalam spektrum EIS, jari-jari setengah lingkaran dapat dianggap sebagai resistansi polarisasi (Rp)25,26.Rp dari SDSS yang diberi perlakuan larutan pada Tabel 1 adalah sekitar 135 kΩ cm-2, namun untuk SDSS canai panas dan canai dingin kita dapat melihat nilai yang jauh lebih rendah masing-masing sebesar 34,7 dan 2,1 kΩ cm–2.Penurunan nilai Rp yang signifikan ini menunjukkan efek yang merugikan dari deformasi plastis pada pasivasi dan ketahanan korosi, seperti yang ditunjukkan pada laporan sebelumnya 27, 28, 29, 30.
a Nyquist, b, c Impedansi Bode dan diagram fasa, dan model rangkaian ekuivalen untuk d, di mana RS adalah resistansi elektrolit, Rp adalah resistansi polarisasi, dan QCPE adalah oksida elemen fasa konstan yang digunakan untuk memodelkan kapasitansi non-ideal (n) .Pengukuran EIS dilakukan pada potensi tanpa beban.
Konstanta orde pertama ditunjukkan dalam diagram Bode dan dataran tinggi frekuensi mewakili resistansi elektrolit RS26.Ketika frekuensi menurun, impedansi meningkat dan sudut fase negatif ditemukan, menunjukkan dominasi kapasitansi.Sudut fase meningkat, mempertahankan nilai maksimumnya dalam rentang frekuensi yang relatif lebar, dan kemudian menurun (Gbr. 1c).Namun, dalam ketiga kasus nilai maksimum ini masih kurang dari 90°, menunjukkan perilaku kapasitif yang tidak ideal karena dispersi kapasitif.Dengan demikian, elemen fase konstan QCPE (CPE) digunakan untuk mewakili distribusi kapasitansi antar muka yang berasal dari kekasaran permukaan atau ketidakhomogenan, terutama dalam hal skala atom, geometri fraktal, porositas elektroda, potensial tidak seragam, dan distribusi arus bergantung permukaan.Geometri elektroda31,32.impedansi CPE:
di mana j adalah bilangan imajiner dan ω adalah frekuensi sudut.QCPE adalah konstanta independen frekuensi yang sebanding dengan area terbuka aktif elektrolit.n adalah angka daya tanpa dimensi yang menggambarkan penyimpangan dari perilaku kapasitif ideal kapasitor, yaitu semakin dekat n ke 1, semakin dekat CPE ke kapasitansi murni, dan jika n mendekati nol, itu adalah resistansi.Penyimpangan kecil n, mendekati 1, menunjukkan perilaku kapasitif permukaan yang tidak ideal setelah pengujian polarisasi.QCPE SDSS canai dingin jauh lebih tinggi daripada produk serupa, yang berarti kualitas permukaannya kurang seragam.
Konsisten dengan sebagian besar sifat ketahanan korosi baja tahan karat, kandungan Cr SDSS yang relatif tinggi umumnya menghasilkan ketahanan korosi SDSS yang unggul karena adanya film oksida pelindung pasif pada permukaan17.Film pasif ini biasanya kaya akan Cr3+ oksida dan/atau hidroksida, terutama mengintegrasikan Fe2+, Fe3+ oksida dan/atau (oksi)hidroksida 33 .Meskipun keseragaman permukaan yang sama, lapisan oksida pasif, dan tidak ada retakan yang terlihat di permukaan, seperti yang ditentukan oleh gambar mikroskopis, 6,7 perilaku korosi SDSS pengerjaan panas dan canai dingin berbeda dan oleh karena itu memerlukan studi mendalam tentang mikrostruktur deformasi dan karakteristik struktural baja.
Mikrostruktur baja tahan karat yang cacat diselidiki secara kuantitatif menggunakan sinar-X energi tinggi internal dan sinkrotron (Gambar Tambahan 1, 2).Analisis terperinci disediakan dalam Informasi Tambahan.Meskipun ini sebagian besar sesuai dengan jenis fasa utama, perbedaan ditemukan dalam fraksi volume fasa, yang tercantum dalam Tabel Tambahan 1. Perbedaannya mungkin disebabkan oleh fraksi fasa heterogen di permukaan dan fraksi volume (XRD) tunduk pada kedalaman deteksi yang berbeda dengan menggunakan difraksi sinar-X dengan berbagai sumber energi foton insiden.Proporsi austenit yang relatif lebih tinggi dalam spesimen canai dingin, ditentukan oleh XRD dari sumber laboratorium, menunjukkan pasivasi yang lebih baik dan selanjutnya ketahanan korosi yang lebih baik35, sementara hasil statistik dan lebih akurat menunjukkan tren yang berlawanan dalam proporsi fasa.Selain itu, ketahanan korosi baja juga bergantung pada derajat kehalusan butir, pengurangan ukuran butir, peningkatan mikrodeformasi dan kerapatan dislokasi yang terjadi selama perlakuan termomekanis36,37,38.Spesimen yang dikerjakan dengan panas menunjukkan sifat yang lebih berbutir, yang menunjukkan butiran berukuran mikron, sedangkan cincin halus yang diamati pada spesimen yang digulung dingin (Gambar Tambahan 3) menunjukkan penyempurnaan butiran yang signifikan menjadi skala nano pada pekerjaan sebelumnya6, yang seharusnya berkontribusi pada pasivasi film.pembentukan dan peningkatan ketahanan korosi.Kepadatan dislokasi yang lebih tinggi biasanya dikaitkan dengan resistensi yang lebih rendah terhadap pitting, yang sesuai dengan pengukuran elektrokimia.
Perubahan keadaan kimia mikrodomain unsur dasar telah dipelajari secara sistematis menggunakan X-PEEM.Terlepas dari kelimpahan elemen paduan, Cr, Fe, Ni, dan Ce39 dipilih di sini karena Cr adalah elemen kunci untuk pembentukan film pasivasi, Fe adalah elemen utama dalam baja, dan Ni meningkatkan pasivasi dan menyeimbangkan struktur fasa ferit-austenitik dan tujuan memodifikasi Ce.Dengan menyesuaikan energi radiasi sinkrotron, RAS dilapisi dari permukaan dengan fitur utama Cr (tepi L2.3), Fe (tepi L2.3), Ni (tepi L2.3) dan Ce (tepi M4.5).hot forming dan cold rolling Ce-2507 SDSS.Analisis data yang tepat dilakukan dengan menggabungkan kalibrasi energi dengan data yang dipublikasikan (misalnya XAS 40, 41 pada Fe L2, 3 edge).
Pada ara.Gambar 2 menunjukkan gambar X-PEEM dari SDSS yang dikerjakan dengan panas (Gbr. 2a) dan digulung dingin (Gbr. 2d) Ce-2507 dan tepi XAS yang sesuai dari Cr dan Fe L2,3 di lokasi yang ditandai secara individual.Tepi L2,3 dari XAS menyelidiki keadaan 3d kosong setelah fotoeksitasi elektron pada level pemisahan spin-orbit 2p3/2 (tepi L3) dan 2p1/2 (tepi L2).Informasi tentang keadaan valensi Cr diperoleh dari XAS di tepi L2,3 pada Gambar. 2b, e.Bandingkan dengan juri.42,43 menunjukkan bahwa empat puncak diamati di dekat tepi L3, bernama A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV) dan D (582.2 eV), mencerminkan oktahedral Cr3+, sesuai dengan ion Cr2O3.Spektrum eksperimental setuju dengan perhitungan teoritis yang ditunjukkan pada panel b dan e, diperoleh dari beberapa perhitungan bidang kristal pada antarmuka Cr L2.3 menggunakan bidang kristal 2.0 eV44.Kedua permukaan SDSS hot-worked dan cold-rolled dilapisi dengan lapisan Cr2O3 yang relatif seragam.
gambar termal X-PEEM dari SDSS yang dideformasi secara termal sesuai dengan tepi b Cr L2.3 dan tepi c Fe L2.3, d gambar termal X-PEEM dari SDSS canai dingin yang sesuai dengan tepi e Cr L2.3 dan sisi tepi f Fe L2 .3 ( f).Spektra XAS diplot pada posisi spasial berbeda yang ditandai pada gambar termal (a, d), garis putus-putus oranye di (b) dan (e) mewakili spektra XAS simulasi Cr3+ dengan nilai bidang kristal 2.0 eV.Untuk gambar X-PEEM, gunakan palet termal untuk meningkatkan keterbacaan gambar, di mana warna dari biru ke merah sebanding dengan intensitas penyerapan sinar-X (dari rendah ke tinggi).
Terlepas dari lingkungan kimia dari unsur logam ini, keadaan kimia dari penambahan unsur paduan Ni dan Ce untuk kedua sampel tetap tidak berubah.Gambar tambahan.Gambar 5-9 menunjukkan gambar X-PEEM dan spektra XAS yang sesuai untuk Ni dan Ce pada berbagai posisi pada permukaan benda uji hot-work dan cold-rolled.Ni XAS menunjukkan keadaan oksidasi Ni2+ di seluruh permukaan yang diukur dari spesimen yang dikerjakan dengan panas dan digulung dingin (Diskusi Tambahan).Perlu dicatat bahwa, dalam kasus sampel pengerjaan panas, sinyal XAS dari Ce tidak diamati, sedangkan dalam kasus sampel canai dingin, spektrum Ce3+ diamati.Pengamatan bercak Ce pada sampel canai dingin menunjukkan bahwa Ce terutama muncul dalam bentuk endapan.
Dalam SDSS yang terdeformasi secara termal, tidak ada perubahan struktural lokal pada XAS di tepi Fe L2,3 yang diamati (Gbr. 2c).Namun, matriks Fe mikro-regional mengubah keadaan kimianya pada tujuh titik yang dipilih secara acak dari SDSS canai dingin, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2f.Selain itu, untuk mendapatkan gambaran yang akurat tentang perubahan keadaan Fe di lokasi yang dipilih pada Gambar. 2f, studi permukaan lokal dilakukan (Gambar 3 dan Gambar Tambahan. 10) di mana daerah lingkaran yang lebih kecil dipilih.Spektra XAS tepi Fe L2,3 dari sistem α-Fe2O3 dan oksida oktahedral Fe2+ dimodelkan dengan perhitungan medan kristal berganda menggunakan medan kristal 1,0 (Fe2+) dan 1,0 (Fe3+)44. Kami mencatat bahwa α-Fe2O3 dan γ-Fe2O3 memiliki simetri lokal yang berbeda45,46, Fe3O4 memiliki kombinasi Fe2+ & Fe3+,47, dan FeO45 sebagai Fe2+ oksida yang secara formal divalen (3d6). Kami mencatat bahwa α-Fe2O3 dan γ-Fe2O3 memiliki simetri lokal yang berbeda45,46, Fe3O4 memiliki kombinasi Fe2+ & Fe3+,47, dan FeO45 sebagai Fe2+ oksida yang secara formal divalen (3d6).Perhatikan bahwa α-Fe2O3 dan γ-Fe2O3 memiliki simetri lokal yang berbeda45,46, Fe3O4 menggabungkan Fe2+ dan Fe3+,47 dan FeO45 dalam bentuk formal oksida divalen Fe2+ (3d6).Perhatikan bahwa α-Fe2O3 dan γ-Fe2O3 memiliki simetri lokal yang berbeda45,46, Fe3O4 memiliki kombinasi Fe2+ dan Fe3+,47 dan FeO45 bertindak sebagai Fe2+ oksida divalen formal (3d6).Semua ion Fe3+ pada α-Fe2O3 hanya memiliki posisi Oh, sedangkan γ-Fe2O3 biasanya diwakili oleh Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3]misalnya spinel O4 dengan kekosongan pada posisi misalnya.Oleh karena itu, ion Fe3+ dalam γ-Fe2O3 memiliki posisi Td dan Oh.Seperti disebutkan dalam makalah sebelumnya,45 meskipun rasio intensitas keduanya berbeda, rasio intensitasnya eg/t2g adalah ≈1, sedangkan dalam kasus ini rasio intensitas yang diamati eg/t2g adalah sekitar 1. Ini mengesampingkan kemungkinan bahwa dalam situasi saat ini hanya Fe3+ yang ada.Mempertimbangkan kasus Fe3O4 dengan Fe2+ dan Fe3+, fitur pertama, yang diketahui memiliki tepi L3 yang lebih lemah (lebih kuat) untuk Fe, menunjukkan jumlah status t2g kosong yang lebih kecil (lebih besar).Ini berlaku untuk Fe2+ (Fe3+), yang menunjukkan bahwa fitur pertama peningkatan menunjukkan peningkatan kandungan Fe2+47.Hasil ini menunjukkan bahwa koeksistensi Fe2+ dan γ-Fe2O3, α-Fe2O3 dan/atau Fe3O4 mendominasi permukaan cold-rolled komposit.
Gambar pencitraan termal fotoelektron yang diperbesar dari spektrum XAS (a, c) dan (b, d) melintasi tepi Fe L2,3 pada berbagai posisi spasial dalam wilayah 2 dan E yang dipilih pada Gambar.2d.
Data eksperimen yang diperoleh (Gambar 4a dan Gambar Tambahan. 11) diplot dan dibandingkan dengan data untuk senyawa murni 40, 41, 48. Tiga jenis spektra XAS Fe L-edge yang diamati secara eksperimental (XAS-1, XAS-2 dan XAS-3: Gambar 4a).Secara khusus, spektrum 2-a (dilambangkan sebagai XAS-1) pada Gambar. 3b diikuti oleh spektrum 2-b (berlabel XAS-2) diamati di seluruh area deteksi, sedangkan spektrum seperti E-3 diamati pada gambar 3d (berlabel XAS-3) diamati di lokasi tertentu.Sebagai aturan, empat parameter digunakan untuk mengidentifikasi keadaan valensi yang ada dalam sampel yang diteliti: (1) karakteristik spektral L3 dan L2, (2) posisi energi dari karakteristik L3 dan L2, (3) perbedaan energi L3-L2., ( 4) rasio intensitas L2/L3.Menurut pengamatan visual (Gbr. 4a), ketiga komponen Fe, yaitu Fe0, Fe2+, dan Fe3+, terdapat pada permukaan SDSS yang diteliti.Rasio intensitas yang dihitung L2/L3 juga menunjukkan adanya ketiga komponen tersebut.
Spektra XAS yang disimulasikan dari Fe dengan mengamati tiga data percobaan yang berbeda (garis padat XAS-1, XAS-2 dan XAS-3 sesuai dengan 2-a, 2-b dan E-3 pada Gambar. 2 dan 3) Perbandingan , Oktahedron Fe2+, Fe3+ dengan nilai bidang kristal masing-masing 1,0 eV dan 1,5 eV, data percobaan diukur dengan bd (XAS-1, XAS-2, XAS-3) dan yang sesuai data LCF yang dioptimalkan (garis hitam pekat), dan juga dalam bentuk spektrum XAS-3 dengan standar Fe3O4 (campuran Fe) dan Fe2O3 (Fe3+ murni).
Kecocokan kombinasi linier (LCF) dari tiga standar 40, 41, 48 digunakan untuk mengukur komposisi oksida besi.LCF diimplementasikan untuk tiga spektrum XAS Fe L-edge terpilih yang menunjukkan kontras tertinggi, yaitu XAS-1, XAS-2 dan XAS-3, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4b – d.Untuk alat kelengkapan LCF, 10% Fe0 diperhitungkan dalam semua kasus karena fakta bahwa kami mengamati langkan kecil di semua data, dan juga karena fakta bahwa besi logam adalah komponen utama baja. Memang, kedalaman percobaan X-PEEM untuk Fe (~6 nm)49 lebih besar dari perkiraan ketebalan lapisan oksidasi (sedikit > 4 nm), memungkinkan deteksi sinyal dari matriks besi (Fe0) di bawah lapisan pasivasi. Memang, kedalaman percobaan X-PEEM untuk Fe (~6 nm)49 lebih besar dari perkiraan ketebalan lapisan oksidasi (sedikit > 4 nm), memungkinkan deteksi sinyal dari matriks besi (Fe0) di bawah lapisan pasivasi. Дйствительно, пробная глубина X-PEEM дл д д 6 н) 49 болше, чем пниина она она она она она она она она она она она она она она она она она она она она она она она она она она оща она (ощлщаа она (оллща оаяна (оллщщща оа (на (оллщщща оа о p) тщлаааа оа Res ол. оляет обнаржить си kond halm о желзной матрицы (fe0) под паассивир secara ющим слоем. Memang, kedalaman probe X-PEEM untuk Fe (~6 nm)49 lebih besar dari ketebalan lapisan oksidasi yang diasumsikan (sedikit >4 nm), yang memungkinkan untuk mendeteksi sinyal dari matriks besi (Fe0) di bawah lapisan pasivasi.事实上，X-PEEM 对Fe（~6 nm）49 的检测深度大于估计的氧化层厚度（略> 4 nm），允许检测来自钝化层下方的铁基体（Fe0）的信号。事实上 ， X-PEEM 对 Fe （~ 6 nm） 49 的 检测 深度 大于 的 氧化层 厚度 略 略> 4 nm） 允许 检测 来自钝化层 下方 铁基体 （fe0） 的。 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号Фактически, глубина обнаружения Fe (~ 6 нм) 49 с помощью X-PEEM больше, чем предполагаемая толщина окс идного слоя (немного > 4 нм), что позволяет обнаруживать сигнал от железной матрицы (Fe0) ниже пассивирую щего слоя. Faktanya, kedalaman deteksi Fe (~6 nm) 49 oleh X-PEEM lebih besar dari ketebalan lapisan oksida yang diharapkan (sedikit > 4 nm), yang memungkinkan deteksi sinyal dari matriks besi (Fe0) di bawah lapisan pasivasi. .Berbagai kombinasi Fe2+ dan Fe3+ dilakukan untuk menemukan kemungkinan solusi terbaik untuk data percobaan yang diamati.Pada ara.4b menunjukkan spektrum XAS-1 untuk kombinasi Fe2+ dan Fe3+, di mana proporsi Fe2+ dan Fe3+ serupa sekitar 45%, menunjukkan keadaan oksidasi campuran Fe.Sedangkan untuk spektrum XAS-2, persentase Fe2+ dan Fe3+ masing-masing menjadi ~30% dan 60%.Fe2+ ​​​​kurang dari Fe3+.Perbandingan Fe2+ dengan Fe3 sama dengan 1:2, berarti Fe3O4 dapat terbentuk dengan perbandingan yang sama antara ion Fe.Selain itu, untuk spektrum XAS-3, persentase Fe2+ dan Fe3+ menjadi ~10% dan 80%, yang menunjukkan konversi Fe2+ menjadi Fe3+ yang lebih tinggi.Seperti disebutkan di atas, Fe3+ dapat berasal dari α-Fe2O3, γ-Fe2O3 atau Fe3O4.Untuk memahami sumber Fe3+ yang paling mungkin, spektrum XAS-3 diplot dengan standar Fe3+ yang berbeda pada Gambar 4e, menunjukkan kesamaan dengan kedua standar ketika mempertimbangkan puncak B.Namun, intensitas puncak bahu (A: dari Fe2+) dan rasio intensitas B/A menunjukkan bahwa spektrum XAS-3 dekat, tetapi tidak bertepatan dengan spektrum γ-Fe2O3.Dibandingkan dengan γ-Fe2O3 massal, puncak Fe 2p XAS A SDSS memiliki intensitas yang sedikit lebih tinggi (Gbr. 4e), yang menunjukkan intensitas Fe2+ yang lebih tinggi.Meskipun spektrum XAS-3 mirip dengan γ-Fe2O3, di mana Fe3+ hadir dalam posisi Oh dan Td, identifikasi keadaan valensi yang berbeda dan koordinasi hanya di sepanjang tepi L2,3 atau rasio intensitas L2/L3 tetap menjadi masalah.menjadi topik diskusi yang sedang berlangsung karena kompleksitas berbagai faktor yang mempengaruhi spektrum akhir41.
Selain perbedaan spektral dalam keadaan kimia dari daerah terpilih yang dijelaskan di atas, heterogenitas kimia global dari elemen kunci Cr dan Fe juga dinilai dengan mengklasifikasikan semua spektrum XAS yang diperoleh pada permukaan sampel menggunakan metode pengelompokan K-means..Profil tepi Cr L diatur untuk membentuk dua kluster optimal yang didistribusikan secara spasial dalam spesimen yang dikerjakan dengan panas dan digulung dingin yang ditunjukkan pada Gambar.5. Jelas bahwa tidak ada perubahan struktural lokal yang dianggap serupa, karena dua centroid dari spektrum XAS Cr sebanding.Bentuk spektral dari kedua kluster ini hampir identik dengan yang sesuai dengan Cr2O342, yang berarti bahwa lapisan Cr2O3 memiliki jarak yang relatif sama pada SDSS.
Cr L K-berarti cluster wilayah tepi, dan b adalah centroid XAS yang sesuai.Hasil perbandingan K-means X-PEEM dari cold-rolled SDSS: c Cr L2.3 edge region dari kluster K-means dan d centroid XAS yang sesuai.
Untuk mengilustrasikan peta tepi FeL yang lebih kompleks, empat dan lima kluster yang dioptimalkan dan centroid terkait (profil spektral) masing-masing digunakan untuk spesimen hot-worked dan cold-rolled.Oleh karena itu, persentase (%) Fe2+ dan Fe3+ dapat diperoleh dengan memasang LCF yang ditunjukkan pada Gbr.4.Potensi pseudoelektroda Epseudo sebagai fungsi Fe0 digunakan untuk mengungkap ketidakhomogenan mikrokimia dari film oksida permukaan.Epseudo kira-kira diperkirakan dengan aturan pencampuran,
di mana \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) sama dengan \(\rm{Fe} + 2e^ – \ ke \rm { Fe}^{2 + (3 + )}\), masing-masing 0,440 dan 0,036 V.Daerah dengan potensial rendah memiliki kandungan senyawa Fe3+ yang lebih tinggi.Distribusi potensial pada sampel yang mengalami deformasi termal bersifat berlapis dengan perubahan maksimum sekitar 0,119 V (Gbr. 6a, b).Distribusi potensial ini terkait erat dengan topografi permukaan (Gbr. 6a).Tidak ada perubahan lain yang bergantung pada posisi pada interior laminar yang diamati (Gbr. 6b).Sebaliknya, untuk koneksi oksida yang berbeda dengan kandungan Fe2+ dan Fe3+ yang berbeda dalam SDSS canai dingin, seseorang dapat mengamati sifat pseudopotensial yang tidak seragam (Gbr. 6c, d).Fe3+ oksida dan/atau (oksi)hidroksida merupakan konstituen utama karat pada baja dan permeabel terhadap oksigen dan air50.Dalam hal ini, pulau-pulau yang kaya akan Fe3+ dianggap terdistribusi secara lokal dan dapat dianggap sebagai daerah yang terkorosi.Pada saat yang sama, gradien di bidang potensial, daripada nilai absolut dari potensial, dapat digunakan sebagai indikator lokalisasi situs korosi aktif.Distribusi Fe2+ dan Fe3+ yang tidak merata pada permukaan cold rolled SDSS dapat mengubah kimia lokal dan memberikan area permukaan aktif yang lebih praktis dalam reaksi penghancuran film oksida dan korosi, sehingga memungkinkan korosi berkelanjutan dari matriks logam di bawahnya, yang mengakibatkan korosi internal.heterogenitas sifat dan penurunan sifat pelindung lapisan pasif.
K-means cluster dan centroid XAS yang sesuai di wilayah tepi Fe L2.3 dari hot-deformed X-PEEM ac dan df dari cold-rolled SDSS.a, d K-means cluster plot dihamparkan pada gambar X-PEEM.Potensi pseudoelektroda yang dihitung (Epseudo) disebutkan bersama dengan plot kluster K-means.Kecerahan gambar X-PEEM, seperti warna pada Gambar 2 sebanding dengan intensitas serapan sinar-X.
Cr yang relatif seragam tetapi keadaan kimia Fe yang berbeda menyebabkan kerusakan film oksida dan pola korosi yang berbeda pada Ce-2507 yang dikerjakan panas dan digulung dingin.Properti canai dingin Ce-2507 ini telah dipelajari dengan baik.Berkenaan dengan pembentukan oksida dan hidroksida Fe di udara ambien dalam pekerjaan yang hampir netral ini, reaksinya adalah sebagai berikut:
Reaksi di atas terjadi dalam skenario berikut berdasarkan analisis X-PEEM.Bahu kecil yang sesuai dengan Fe0 dikaitkan dengan besi logam yang mendasarinya.Reaksi logam Fe dengan lingkungan menghasilkan pembentukan lapisan Fe(OH)2 (persamaan (5)), yang memperkuat sinyal Fe2+ pada Fe L-edge XAS.Kontak yang terlalu lama dengan udara dapat menyebabkan pembentukan oksida Fe3O4 dan/atau Fe2O3 setelah Fe(OH)252,53.Dua bentuk Fe yang stabil, Fe3O4 dan Fe2O3, juga dapat terbentuk di lapisan pelindung kaya Cr3+, di mana Fe3O4 lebih menyukai struktur yang seragam dan lengket.Kehadiran keduanya menghasilkan keadaan oksidasi campuran (spektrum XAS-1).Spektrum XAS-2 terutama sesuai dengan Fe3O4.Sedangkan pengamatan spektrum XAS-3 di beberapa tempat menunjukkan konversi sempurna menjadi γ-Fe2O3.Karena kedalaman penetrasi sinar-X yang tidak terlipat adalah sekitar 50 nm, sinyal dari lapisan bawah menghasilkan intensitas puncak A yang lebih tinggi.
Spektrum XPA menunjukkan bahwa komponen Fe dalam film oksida memiliki struktur berlapis yang dikombinasikan dengan lapisan oksida Cr.Berbeda dengan tanda-tanda pasivasi karena ketidakhomogenan lokal Cr2O3 selama korosi, meskipun lapisan Cr2O3 seragam dalam pekerjaan ini, ketahanan korosi yang rendah diamati dalam kasus ini, terutama untuk spesimen canai dingin.Perilaku yang diamati dapat dipahami sebagai heterogenitas keadaan oksidasi kimia di lapisan atas (Fe), yang mempengaruhi kinerja korosi.Karena stoikiometri yang sama dari lapisan atas (oksida besi) dan lapisan bawah (kromium oksida)52,53 interaksi (adhesi) yang lebih baik di antara mereka menyebabkan pengangkutan ion logam atau oksigen yang lambat dalam kisi, yang, pada gilirannya, menyebabkan peningkatan ketahanan korosi.Oleh karena itu, rasio stoikiometri kontinyu, yaitu satu tingkat oksidasi Fe, lebih disukai daripada perubahan stoikiometri mendadak.SDSS yang mengalami heat-deformed memiliki permukaan yang lebih seragam, lapisan pelindung yang lebih padat, dan ketahanan korosi yang lebih baik.Sedangkan untuk SDSS canai dingin, keberadaan pulau kaya Fe3+ di bawah lapisan pelindung melanggar integritas permukaan dan menyebabkan korosi galvanik dengan substrat di dekatnya, yang menyebabkan penurunan tajam dalam Rp (Tabel 1).Spektrum EIS dan ketahanan korosinya berkurang.Dapat dilihat bahwa distribusi lokal pulau kaya Fe3+ akibat deformasi plastis terutama mempengaruhi ketahanan korosi, yang merupakan terobosan dalam pekerjaan ini.Dengan demikian, penelitian ini menyajikan gambar mikroskopis spektroskopi dari pengurangan ketahanan korosi sampel SDSS yang dipelajari dengan metode deformasi plastis.
Selain itu, meskipun paduan dengan elemen tanah jarang dalam baja dua fase menunjukkan kinerja yang lebih baik, interaksi elemen aditif ini dengan matriks baja individu dalam hal perilaku korosi menurut data mikroskop spektroskopi tetap sulit dipahami.Munculnya sinyal Ce (melalui XAS M-edges) hanya muncul di beberapa tempat selama pengerolan dingin, tetapi menghilang selama deformasi panas SDSS, menunjukkan pengendapan Ce lokal dalam matriks baja, daripada paduan homogen.Meskipun tidak secara signifikan meningkatkan sifat mekanik SDSS6,7, keberadaan elemen tanah jarang mengurangi ukuran inklusi dan dianggap menghambat pitting di wilayah awal54.
Sebagai kesimpulan, karya ini mengungkap pengaruh heterogenitas permukaan pada korosi 2507 SDSS yang dimodifikasi dengan cerium dengan mengukur kandungan kimia komponen berskala nano.Kami menjawab pertanyaan mengapa baja tahan karat terkorosi bahkan di bawah lapisan oksida pelindung dengan mengukur struktur mikro, kimia permukaan, dan pemrosesan sinyal menggunakan pengelompokan K-means.Telah ditetapkan bahwa pulau-pulau yang kaya akan Fe3+, termasuk koordinasi oktahedral dan tetrahedralnya di sepanjang fitur campuran Fe2+/Fe3+, merupakan sumber kerusakan dan korosi SDSS film oksida canai dingin.Nanoislands yang didominasi oleh Fe3+ menyebabkan ketahanan korosi yang buruk bahkan dengan adanya lapisan pasif Cr2O3 stoikiometri yang cukup.Selain kemajuan metodologis dalam menentukan efek heterogenitas kimia skala nano pada korosi, pekerjaan yang sedang berlangsung diharapkan dapat menginspirasi proses rekayasa untuk meningkatkan ketahanan korosi baja tahan karat selama pembuatan baja.
Untuk menyiapkan ingot SDSS Ce-2507 yang digunakan dalam penelitian ini, komposisi campuran termasuk paduan master Fe-Ce yang disegel dengan tabung besi murni dilebur dalam tungku induksi frekuensi menengah 150 kg untuk menghasilkan baja cair dan dituangkan ke dalam cetakan.Komposisi kimia yang diukur (% berat) tercantum dalam Tabel Tambahan 2. Ingot pertama-tama ditempa panas menjadi balok.Kemudian dianil pada suhu 1050°C selama 60 menit untuk mendapatkan baja dalam keadaan larutan padat, kemudian diquenching dalam air hingga suhu kamar.Sampel yang dipelajari dipelajari secara rinci menggunakan TEM dan DOE untuk mempelajari fase, ukuran butir dan morfologi.Informasi lebih rinci tentang sampel dan proses produksi dapat ditemukan di sumber lain6,7.
Sampel silinder (φ10 mm×15 mm) untuk kompresi panas diproses sehingga sumbu silinder sejajar dengan arah deformasi blok.Kompresi suhu tinggi dilakukan pada berbagai suhu dalam kisaran 1000-1150°C menggunakan simulator termal Gleeble-3800 pada laju regangan konstan dalam kisaran 0,01-10 s-1.Sebelum deformasi, sampel dipanaskan pada laju 10 °C s-1 selama 2 menit pada suhu yang dipilih untuk menghilangkan gradien suhu.Setelah mencapai keseragaman suhu, sampel dideformasi menjadi nilai regangan sebenarnya 0,7.Setelah mengalami deformasi, sampel segera diquenching dengan air untuk mempertahankan struktur yang terdeformasi.Spesimen yang mengeras kemudian dipotong sejajar dengan arah kompresi.Untuk studi khusus ini, kami memilih spesimen dengan kondisi regangan panas 1050°C, 10 s-1 karena kekerasan mikro yang diamati lebih tinggi daripada spesimen lainnya7.
Sampel masif (80 × 10 × 17 mm3) dari larutan padat Ce-2507 digunakan dalam pabrik dua rol asinkron tiga fase LG-300 dengan sifat mekanik terbaik di antara semua tingkat deformasi lainnya6.Laju regangan dan reduksi ketebalan untuk setiap jalur masing-masing adalah 0,2 m·s-1 dan 5%.
Stasiun kerja elektrokimia Autolab PGSTAT128N digunakan untuk pengukuran elektrokimia SDSS setelah pengerolan dingin hingga pengurangan ketebalan 90% (regangan sejati setara 1,0) dan setelah pengepresan panas pada 1050°C selama 10 detik-1 hingga regangan sejati 0,7.Stasiun kerja memiliki sel tiga elektroda dengan elektroda kalomel jenuh sebagai elektroda referensi, elektroda penghitung grafit, dan sampel SDSS sebagai elektroda kerja.Sampel dipotong menjadi silinder dengan diameter 11,3 mm, di sisi mana kabel tembaga disolder.Sampel kemudian difiksasi dengan epoksi, menyisakan area kerja terbuka seluas 1 cm2 sebagai elektroda kerja (sisi bawah sampel berbentuk silinder).Berhati-hatilah selama menyembuhkan epoksi dan pengamplasan dan pemolesan selanjutnya untuk menghindari retak.Permukaan kerja digiling dan dipoles dengan suspensi pemoles berlian dengan ukuran partikel 1 μm, dicuci dengan air suling dan etanol, dan dikeringkan di udara dingin.Sebelum pengukuran elektrokimia, sampel yang dipoles dipaparkan ke udara selama beberapa hari untuk membentuk film oksida alami.Larutan berair FeCl3 (6,0% berat), distabilkan hingga pH = 1,0 ± 0,01 dengan HCl sesuai dengan rekomendasi ASTM, digunakan untuk mempercepat korosi baja tahan karat55 karena bersifat korosif dengan adanya ion klorida dengan kapasitas pengoksidasi yang kuat dan pH rendah Standar lingkungan G48 dan A923.Benamkan sampel dalam larutan uji selama 1 jam untuk mencapai kondisi mendekati kondisi stabil sebelum melakukan pengukuran apa pun.Untuk sampel larutan padat, hot-formed, dan cold-rolled, pengukuran impedansi dilakukan pada open circuit potentials (OPC) masing-masing 0,39, 0,33, dan 0,25 V, dalam rentang frekuensi dari 1 105 hingga 0,1 Hz dengan amplitudo 5 mV.Semua tes kimia diulang setidaknya 3 kali dalam kondisi yang sama untuk memastikan reproduktifitas data.
Untuk pengukuran HE-SXRD, blok baja dupleks persegi panjang berukuran 1 × 1 × 1,5 mm3 diukur untuk mengukur komposisi fasa sinar dari jentik-jentik berenergi tinggi Brockhouse di CLS, Kanada56.Pengumpulan data dilakukan dalam geometri Debye-Scherrer atau geometri transmisi pada suhu kamar.Panjang gelombang sinar-X yang dikalibrasi dengan kalibrator LaB6 adalah 0,212561 Å, yang setara dengan 58 keV, jauh lebih tinggi daripada Cu Kα (8 keV) yang biasa digunakan sebagai sumber sinar-X laboratorium.Sampel ditempatkan pada jarak 740 mm dari detektor.Volume deteksi setiap sampel adalah 0,2 × 0,3 × 1,5 mm3, yang ditentukan oleh ukuran balok dan ketebalan sampel.Semua data dikumpulkan menggunakan detektor area Perkin Elmer, detektor sinar-X panel datar, 200 µm piksel, 40×40 cm2 menggunakan waktu paparan 0,3 detik dan 120 bingkai.
Pengukuran X-PEEM dari dua sistem model terpilih dilakukan di stasiun akhir Beamline MAXPEEM PEEM di laboratorium MAX IV (Lund, Swedia).Sampel disiapkan dengan cara yang sama seperti untuk pengukuran elektrokimia.Sampel yang disiapkan disimpan di udara selama beberapa hari dan dihilangkan gasnya dalam ruang vakum sangat tinggi sebelum disinari dengan foton sinkrotron.Resolusi energi garis pancaran diperoleh dengan mengukur spektrum hasil ion di daerah eksitasi dari N 1 s ke 1\(\pi _g^ \ast\) dekat hv = 401 eV di N2 dengan ketergantungan energi foton pada E3/2 , 57. Spektra perkiraan memberikan ΔE (lebar garis spektral) sekitar 0,3 eV dalam rentang energi terukur. Oleh karena itu, resolusi energi beamline diperkirakan E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 dan fluks ≈1012 ph/s dengan memanfaatkan monokromator SX-700 yang dimodifikasi dengan kisi Si 1200-line mm−1 untuk tepi Fe 2p L2,3, tepi Cr 2p L2,3, tepi Ni 2p L2,3, dan tepi Ce M4,5. Oleh karena itu, resolusi energi beamline diperkirakan E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 dan fluks ≈1012 ph/s dengan memanfaatkan monokromator SX-700 yang dimodifikasi dengan kisi Si 1200-line mm−1 untuk tepi Fe 2p L2.3, tepi Cr 2p L2.3, tepi Ni 2p L2.3, dan tepi Ce M4.5. Sebagai contoh, nilai maksimum yang ditetapkan adalah E/∆E = 700 эВ/0,3 эВ > 2000 и п оток ≈1012 ф/с при использовании модифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 штрихов/мм дл я Fe кромка 2p L2,3, кромка Cr 2p L2,3, кромка Ni 2p L2,3 dan кромка Ce M4,5. Dengan demikian, resolusi energi saluran berkas diperkirakan sebagai E/∆E = 700 eV/0,3 eV > 2000 dan fluks ≈1012 f/s menggunakan monokromator SX-700 yang dimodifikasi dengan kisi Si 1200 garis/mm untuk tepi Fe 2p L2 ,3, tepi Cr 2p L2.3, tepi Ni 2p L2.3, dan tepi Ce M4.5.因此，光束线能量分辨率估计为E/ΔE = 700 eV/0.3 eV > 2000 和通量≈1012 ph/s，通过使用带有Si 1200 线mm-1光栅的改进的SX-700 单色器用于Fe 2p L2,3 边缘、Cr 2p L2,3 边缘、Ni 2p L2,3 边缘和Ce M4,5 边缘。因此, 光束线 能量 分辨率 为 为 为 为 δe = 700 EV/0.3 EV> 2000 和 ≈1012 PH/S ， 使用 带有 1200线 mm-1 光栅 改进 的 SX-700 单色器 于 于 于 用 用 用Fe 2p L2.3 边缘、Cr 2p L2.3 边缘、Ni 2p L2.3 边缘和Ce M4.5边缘。Jadi, saat menggunakan monokromator SX-700 yang dimodifikasi dengan kisi Si 1200 garis.3, tepi Cr 2p L2.3, tepi Ni 2p L2.3 dan tepi Ce M4.5.Pindai energi foton dalam langkah 0,2 eV.Pada setiap energi, gambar PEEM direkam menggunakan detektor CMOS TVIPS F-216 yang dipasangkan serat dengan 2 x 2 nampan, yang memberikan resolusi 1024 x 1024 piksel dalam bidang pandang 20 µm.Waktu pemaparan gambar adalah 0,2 detik, rata-rata 16 frame.Energi gambar fotoelektron dipilih sedemikian rupa untuk memberikan sinyal elektron sekunder maksimum.Semua pengukuran dilakukan pada kejadian normal menggunakan sinar foton terpolarisasi linier.Informasi lebih lanjut tentang pengukuran dapat ditemukan dalam penelitian sebelumnya.Setelah mempelajari mode deteksi hasil elektron total (TEY) dan penerapannya dalam X-PEEM49, kedalaman percobaan metode ini diperkirakan sekitar 4-5 nm untuk sinyal Cr dan sekitar 6 nm untuk Fe.Kedalaman Cr sangat dekat dengan ketebalan film oksida (~4 nm)60,61 sedangkan kedalaman Fe lebih besar dari ketebalannya.XRD yang dikumpulkan di tepi Fe L adalah campuran XRD oksida besi dan Fe0 dari matriks.Dalam kasus pertama, intensitas elektron yang dipancarkan berasal dari semua kemungkinan jenis elektron yang berkontribusi pada TEY.Namun, sinyal besi murni membutuhkan energi kinetik yang lebih tinggi agar elektron melewati lapisan oksida ke permukaan dan dikumpulkan oleh penganalisa.Dalam hal ini, sinyal Fe0 terutama disebabkan oleh elektron Auger LVV, serta elektron sekunder yang dipancarkan olehnya.Selain itu, intensitas TEY yang disumbangkan oleh elektron-elektron ini meluruh selama jalur pelepasan elektron, yang selanjutnya mengurangi respons spektral Fe0 dalam peta besi XAS.
Mengintegrasikan penambangan data ke dalam kubus data (data X-PEEM) adalah langkah kunci dalam mengekstraksi informasi yang relevan (sifat kimia atau fisik) dalam pendekatan multidimensi.Pengelompokan K-means banyak digunakan di beberapa bidang, termasuk visi mesin, pemrosesan gambar, pengenalan pola tanpa pengawasan, kecerdasan buatan, dan analisis klasifikasi.Misalnya, pengelompokan K-means telah bekerja dengan baik dalam pengelompokan data gambar hiperspektral.Pada prinsipnya, untuk data multi-fitur, algoritma K-means dapat dengan mudah mengelompokkannya berdasarkan informasi tentang atributnya (properti energi foton).K-means clustering adalah algoritma iteratif untuk membagi data menjadi K kelompok yang tidak tumpang tindih (cluster), di mana setiap piksel milik cluster tertentu tergantung pada distribusi spasial ketidakhomogenan kimia dalam komposisi mikrostruktur baja.Algoritme K-means mencakup dua tahap: pada tahap pertama, K centroid dihitung, dan pada tahap kedua, setiap titik diberi cluster dengan centroid tetangga.Pusat gravitasi suatu klaster didefinisikan sebagai rata-rata aritmatika dari titik data (spektrum XAS) untuk klaster tersebut.Ada berbagai jarak untuk mendefinisikan centroid tetangga sebagai jarak Euclidean.Untuk gambar input px,y (di mana x dan y adalah resolusi dalam piksel), CK adalah pusat gravitasi cluster;gambar ini kemudian dapat disegmentasi (dikelompokkan) menjadi K cluster menggunakan K-means63.Langkah terakhir dari algoritma pengelompokan K-means adalah:
Langkah 2. Hitung keanggotaan semua piksel menurut centroid saat ini.Misalnya, dihitung dari jarak Euclidean d antara pusat dan setiap piksel:
Langkah 3 Tetapkan setiap piksel ke centroid terdekat.Kemudian hitung ulang posisi K centroid sebagai berikut:
Langkah 4. Ulangi proses (persamaan (7) dan (8)) sampai centroid menyatu.Hasil kualitas pengelompokan akhir sangat berkorelasi dengan pilihan terbaik dari centroid awal.Untuk struktur data PEEM dari gambar baja, biasanya X (x × y × λ) adalah sebuah kubus data array 3D, sedangkan sumbu x dan y mewakili informasi spasial (resolusi piksel) dan sumbu λ sesuai dengan foton.gambar spektral energi.Algoritme K-means digunakan untuk menjelajahi wilayah yang diminati dalam data X-PEEM dengan memisahkan piksel (cluster atau sub-blok) sesuai dengan fitur spektralnya dan mengekstraksi centroid terbaik (profil spektral XAS) untuk setiap analit.gugus).Ini digunakan untuk mempelajari distribusi spasial, perubahan spektral lokal, perilaku oksidasi, dan keadaan kimia.Misalnya, algoritme pengelompokan K-means digunakan untuk wilayah Fe L-edge dan Cr L-edge dalam X-PEEM hot-worked dan cold-rolled.Berbagai jumlah cluster K (daerah mikrostruktur) diuji untuk menemukan cluster dan centroid yang optimal.Ketika angka-angka ini ditampilkan, piksel dipindahkan ke centroid cluster yang sesuai.Setiap distribusi warna sesuai dengan pusat cluster, menunjukkan susunan spasial objek kimia atau fisik.Centroid yang diekstraksi adalah kombinasi linier dari spektrum murni.
Data yang mendukung hasil penelitian ini tersedia atas permintaan yang masuk akal dari penulis WC masing-masing.
Sieurin, H. & Sandström, R. Ketangguhan fraktur baja tahan karat dupleks yang dilas. Sieurin, H. & Sandström, R. Ketangguhan fraktur baja tahan karat dupleks yang dilas. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Ketangguhan fraktur dari baja tahan karat dupleks yang dilas. Sieurin, H. & Sandström, R. 焊接双相不锈钢的断裂韧性。 Sieurin, H. & Sandstrom, R. 焊接双相不锈钢的断裂韧性。 Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварных дуплексных нержавеющих сталей. Sieurin, H. & Sandström, R. Ketangguhan fraktur baja tahan karat dupleks yang dilas.Britannia.Bagian pecahan.bulu.73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Ketahanan korosi baja tahan karat dupleks dalam asam organik pilihan dan lingkungan asam/klorida organik. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Ketahanan korosi baja tahan karat dupleks dalam asam organik pilihan dan lingkungan asam/klorida organik.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J.Kh.dan Van Der Merwe, J. Ketahanan korosi baja tahan karat dupleks di lingkungan dengan beberapa asam organik dan asam organik/klorida. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相baja tahan karat dan lingkungan organik dan lingkungan terklorinasi.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J.Kh.dan Van Der Merwe, J. Ketahanan korosi baja tahan karat dupleks dalam lingkungan asam organik dan asam organik/klorida tertentu.pengawet.Metode Material 57, 107–117 (2010).
Barrera, S. et al.Perilaku korosi-oksidatif paduan dupleks Fe-Al-Mn-C.Materi 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Generasi baru baja dupleks super untuk produksi peralatan gas dan minyak. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Generasi baru baja dupleks super untuk produksi peralatan gas dan minyak.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Generasi baru baja dupleks super untuk peralatan produksi minyak dan gas.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Generasi baru baja dupleks super untuk peralatan produksi gas dan minyak.Webinar E3S 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Investigasi perilaku deformasi panas baja tahan karat dupleks grade 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Investigasi perilaku deformasi panas baja tahan karat dupleks grade 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей стали марки 2507. Metall . Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Sebuah Studi Perilaku Deformasi Panas Baja Tahan Karat Dupleks Tipe 2507.Logam. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V.双相不锈钢2507 级热变形行为的研究。 Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 级热变形行为的研究。Kingklang, S. dan Utaisansuk, V. Investigasi Perilaku Deformasi Panas Baja Tahan Karat Dupleks Tipe 2507.Logam.Alma mater.kesurupan.48, 95–108 (2017).
Zhou, T. et al.Efek cold rolling terkontrol pada struktur mikro dan sifat mekanik baja tahan karat super dupleks SAF 2507 yang dimodifikasi serium.Alma mater.ilmu.Britannia.A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. et al.Sifat struktural dan mekanik yang diinduksi oleh deformasi termal baja tahan karat SAF 2507 super dupleks yang dimodifikasi cerium.J. Almamater.tangki penyimpanan.teknologi.9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Pengaruh unsur tanah jarang pada perilaku oksidasi suhu tinggi baja austenitik. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Pengaruh unsur tanah jarang pada perilaku oksidasi suhu tinggi baja austenitik.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. dan Zheng K. Pengaruh unsur tanah jarang pada perilaku baja austenit di bawah oksidasi suhu tinggi. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. dan Zheng K. Pengaruh unsur tanah jarang pada perilaku baja austenit pada oksidasi suhu tinggi.koros.ilmu.164, 108359 (2020).
Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Efek Ce pada struktur mikro dan sifat baja tahan karat super-feritik 27Cr-3.8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Efek Ce pada struktur mikro dan sifat baja tahan karat super-feritik 27Cr-3.8Mo-2Ni.Li Y., Yang G., Jiang Z., Chen K. dan Sun S. Pengaruh Se pada struktur mikro dan sifat baja tahan karat superferitik 27Cr-3,8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce 对27Cr-3.8Mo-2Ni Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Efek Ce pada struktur mikro dan sifat baja tahan karat baja super 27Cr-3.8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Влияние Ce на микроструктуру и свойства суперферритной нержавеющей стали 27Cr-3,8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Pengaruh Ce pada struktur mikro dan sifat baja tahan karat superferitik 27Cr-3,8Mo-2Ni.Tanda besi.Steelmak 47, 67–76 (2020).