In situ and glancing angle X-ray diffraction of the structure change during and after the high temperature oxidation at 1000  C in air of an yttrium-implanted 304 steel

Abstract
A study has been made of the initial stages of oxidation of yttrium ion implanted 304 steel in an attempt to shed some light on the so-called `reactive element effect' observed on chromia forming alloys. In situ XRD was used in order to observe the initial local structural changes during the high temperature oxidation process, while glancing angle XRD was used to monitor the longer range structural transformations taking place near the surface after cooling of oxidised samples. The treatment by ion implantation promotes the intensive establishment of the chromic layer, which leads to the inhibition of the formation of iron rich oxides, by preventing the diffusion of iron through the more compact and more uniform layer initially formed than it would be in the absence of yttrium. However, the identification of yttried phases could not be established.

Résumé
L'effet bénéfique d'un traitement par implantation ionique d'yttrium sur un acier 304 a été mis en évidence par le suivi d'analyses in situ développées par diffraction des rayons X au cours de son oxydation isotherme à 1000 C sous air. Malgré l'altération superficielle du substrat, le traitement par implantation ionique favorise l'établissement accéléré de la couche de chromine et inhibe la formation au cours du processus d'oxydation des oxydes contenant du fer, réputés peu protecteurs, car faiblement adhérents. Des analyses conduites après refroidissement des échantillons oxydés par diffraction des rayons X sous incidence rasante révèlent la localisation de la structure spinelle au manganèse à l'interface le plus externe. L'identification de phases yttriées n'a cependant pu être établie.