Caratterizzazione elettrochimica e morfologica di lamine di acciaio austenitico con finiture superficiali ottenute mediante pallinatura eseguita con prodotti differenti

This thesis work evaluates the impact of the shot peening mechanical surface treatment on the morphological, mechanical, and corrosion resistance properties of AISI 304 austenitic stainless steel. Specifically, the study analyzes the material's behavior in a chloride-containing environment (0.35% NaCl solution) to determine its susceptibility to localized corrosion phenomena, namely pitting and crevice corrosion. The experimental investigation is based on the comparison between a reference sheet kept in the as-supplied state (LNP) and three series of sheets subjected to shot peening using different media: homogeneous spherical metallic shot (LPX), variable grain size metallic shot (LPK), and glass microbeads (LPV). Morphological analyses performed using a Scanning Electron Microscope (SEM), along with macrohardness and microhardness tests, confirmed that shot peening induces severe plastic deformation and erases the original microstructure, leading to significant strain hardening and an increase in surface microhardness of up to 91.4% (in the case of the LPX sample). Corrosion resistance was characterized through cyclic potentiodynamic polarization (CPP) tests and subsequent macroscopic inspections. The results highlighted how excessive mechanical energy (over-peening), observed in the LPX and LPV samples, compromises the stability of the passive film due to extreme roughness and microstructural alterations, shifting the corrosive attack from pitting to the more aggressive crevice corrosion. Conversely, the treatment with variable grain size shot (LPK) proved to be the optimal compromise: it guarantees a deep and homogeneous hardening of the material without severely degrading the surface topography, maintaining high pitting resistance, a stable passive film, and a wide repassivation zone.

Questo lavoro di tesi valuta l'impatto del trattamento meccanico superficiale di pallinatura (shot peening) sulle proprietà morfologiche, meccaniche e di resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile austenitico AISI 304. In particolare, lo studio analizza il comportamento del materiale all'interno di un ambiente contenente cloruri (soluzione di NaCl allo 0,35%) per determinarne la suscettibilità a fenomeni di corrosione localizzata, nello specifico pitting e crevice. L'indagine sperimentale si basa sul confronto tra una lamina di riferimento mantenuta allo stato di fornitura (LNP) e tre serie di lamine sottoposte a pallinatura impiegando mezzi differenti: graniglia metallica sferica omogenea (LPX), graniglia metallica a granulometria variabile (LPK) e microsfere di vetro (LPV). Le analisi morfologiche effettuate al Microscopio Elettronico a Scansione (SEM) e i test di macrodurezza e microdurezza hanno confermato che la pallinatura induce una severa deformazione plastica e cancella la microstruttura originale, portando a un notevole incrudimento e a un incremento della microdurezza superficiale fino al 91,4% (nel caso del campione LPX). La resistenza alla corrosione è stata caratterizzata mediante prove di polarizzazione potenziodinamica ciclica (CPP) e successive ispezioni al macroscopio. I risultati hanno evidenziato come un'energia meccanica eccessiva (over-peening), osservata nei campioni LPX e LPV, comprometta la stabilità del film passivo a causa dell'estrema rugosità e delle alterazioni microstrutturali, spostando l'attacco corrosivo dal pitting alla più aggressiva corrosione interstiziale (crevice). Al contrario, il trattamento con graniglia a granulometria variabile (LPK) è risultato il compromesso ottimale: esso garantisce un indurimento profondo e omogeneo del materiale senza degradare in modo severo la topografia superficiale, mantenendo un'elevata resistenza al pitting, un film passivo stabile e un'ampia zona di ripassivazione.