Frontier Materials & TechnologiesFrontier Materials & TechnologiesFrontier Materials & Technologies2782-40392782-6074Togliatti State University123110.18323/2782-4039-2026-2-76-1ArticlesСтатьиResearch ArticleStudy of the feasibility of using the acoustic emission method to determine the corrosion resistance of austenitic steelsИсследование возможности применения метода акустической эмиссии для определения коррозионной стойкости сталей аустенитного классаhttps://orcid.org/0000-0002-0201-4532BaratVera A.БаратВера Александровна
Russian Federation

Doctor of Sciences (Engineering), Associate Professor, Professor

доктор технических наук, доцент, профессор.

vera.barat@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0806-7336MarchenkovArtem Yu.МарченковАртем Юрьевич
Russian Federation

PhD (Engineering), Associate Professor

кандидат технических наук, доцент

art-marchenkov@yandex.ruPankinaAnastasiya A.ПанькинаАнастасия Алексеевна
Russian Federation

postgraduate student

аспирант

pankina_anastasiia@mail.ruLavrikNikita V.ЛаврикНикита Валентинович
Russian Federation

student

студент

LavrikNV@mpei.ruLepsheevEgor A.ЛепшеевЕгор Андреевич
Russian Federation

student, researcher

студент, научный сотрудник.

LepsheevYA@mpei.ruNational Research University “Moscow Power Engineering Institute” (NRU MPEI): Национальный исследовательский университет «МЭИ»: Interunis-ITИнтерюнис-ИТNational Research University “Moscow Power Engineering Institute” (NRU MPEI)Национальный исследовательский университет «МЭИ»National Research University Moscow Power Engineering Institute (NRU MPEI)Национальный исследовательский университет «МЭИ»Interunis-IT«Интерюнис-ИТ300620262Frontier Materials & TechnologiesFrontier Materials & Technologies9213006202630062026Copyright ©; 2026, Barat V.A., Marchenkov A.Y., Pankina A.A., Lavrik N.V., Lepsheev E.A.Copyright ©; 2026, Барат В.А., Марченков А.Ю., Панькина А.А., Лаврик Н.В., Лепшеев Е.А.2026Barat V.A., Marchenkov A.Y., Pankina A.A., Lavrik N.V., Lepsheev E.A.Барат В.А., Марченков А.Ю., Панькина А.А., Лаврик Н.В., Лепшеев Е.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/1231

Abstract: Problem. Intergranular corrosion (IGC) is one of the most dangerous types of corrosion affecting chromium-nickel austenitic steels. With low degrees of IGC damage, the dimensions of the affected surface zones are small, making them reliably detectable only through metallographic examination, which reduces the efficiency and reliability of inspection. Objective. To evaluate the feasibility of increasing the reliability of testing austenitic steels for susceptibility to intergranular corrosion by applying the acoustic emission (AE) method during testing. Methods. The object of study was 12Kh18N9 austenitic steel. Specimens of the steel were subjected to various heat treatments and corrosion treatments to induce intergranular corrosion with varying degrees of damage. The specimens were then tested for resistance to IGC according to GOST 6032–2017 using a static three-point bending test, in which the acoustic emission method was applied in addition to the standard test procedure. Results. The application of the AE method during mechanical testing of austenitic steel specimens made it possible to detect IGC even at low levels of corrosion damage, This was achieved through an up to tenfold increase in AE activity and an increase in AE pulse amplitudes from 60 dB to 90 dB. Moreover, the AE method allows the identification of the sensitised state of austenitic steel by detecting an increase in the proportion of hits with amplitudes exceeding 50 dB (from 0.046 to 0.155), without requiring additional metallographic examination. Conclusions. The AE method can be used during testing of austenitic steel specimens for resistance to IGC to improve the reliability of results, since AE parameters differ significantly between specimens in the initial state, those in the sensitised state, and those with pronounced IGC.

Аннотация: Проблема. Межкристаллитная коррозия (МКК) – один из наиболее опасных видов коррозии хромоникелевых аустенитных сталей. При малой степени повреждений МКК размеры повреждённых поверхностных зон малы, вследствие чего они могут быть надежно обнаружены только с помощью металлографических исследований, что снижает оперативность и достоверность контроля. Цель. Оценка возможности повышения достоверности испытаний аустенитных сталей на склонность к межкристаллитной коррозии за счет применения в процессе испытаний метода акустической эмиссии(АЭ). Методы. В качестве объекта исследования были выбрана сталь аустенитного класса 12Х18Н9. Образцы исследуемой стали подвергали различным видам термической обработки, а также коррозионной обработке для создания в образцах МКК с различной степенью повреждений. Затем образцы были испытаны на стойкость против МКК (ГОСТ 6032–2017) с помощью испытания на статический трёхточечный изгиб, при котором в дополнение к стандартной схеме испытаний был применен метод АЭ. Результаты. Применение метода АЭ при механических испытаниях образцов аустенитных сталей позволило обнаружить МКК даже при малой степени коррозионных повреждений за счет повышения активности АЭ до 10 раз и увеличения амплитуд импульсов АЭ с 60 до 90 дБ. Также метод АЭ позволяет определять наличие сенсибилизированного состояния аустенитной стали на основании увеличения доли импульсов с амплитудой, превышающей 50 дБ, с 0,046 до 0,155 без проведения дополнительных металлографических исследований. Выводы. Метод АЭ может быть использован в процессе испытаний образцов аустенитной стали на стойкость против МКК для повышения достоверности результатов, так как параметры АЭ существенно различаются для образцов в исходном состоянии, для образцов в сенсибилизированном состоянии и с выраженной МКК.

intergranular corrosionIGCacoustic emissionAEsensitisation of austenitic steels12Kh18N9 steelIGC testingмежкристаллитная коррозияМККакустическая эмиссияАЭсенсибилизация аустенитных сталейсталь 12Х18Н9испытания на МККThe study was carried out within the project “Development of a Methodology for Detecting the Processes of Sensitisation and Intergranular Corrosion Formation in Austenitic Steels Using the Acoustic Emission Method” (PNI-24/26-34) with the support of a grant from the National Research University “Moscow Power Engineering Institute” (NRU MPEI) for the implementation of the research program “Priority 2030: Technologies of the Future” in 2024-2026. The paper was written on the reports of the participants of the XII International School of Physical Materials Science (SPM-2025), Togliatti, September 15–19, 2025.Исследование выполнено в рамках проекта «Разработка методики выявления процессов сенсибилизации и образования межкристаллитной коррозии в аустенитных сталях методом акустической эмиссии» (ПНИ-24/26-34) при поддержке гранта НИУ «МЭИ» на реализацию программы научных исследований «Приоритет 2030: Технологии будущего» в 2024-2026 гг. Статья подготовлена по материалам докладов участников XII Международной школы «Физическое материаловедение» (ШФМ-2025), Тольятти, 15–19 сентября 2025 года.Petrovnina I.N., Skorokhodov V.A. Cathodic processes in intergranular corrosion of nickel-chrome stainless steel. Engineering Journal of Don, 2019, no. 1, pp. 1–14. EDN: YCWSKE.Петровнина И.Н., Скороходов В.А. Катодные процессы при межкристаллитной коррозии хромоникелевой нержавеющей стали // Инженерный вестник Дона. 2019. № 1. C. 1–14. EDN: YCWSKE.Kasparova O.V. Intergranular Corrosion of Stainless Steels. Tekhnologiya legkikh splavov, 2011, no. 3, pp. 85–91. EDN: PUUVSZ.Каспарова О.В. Межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей // Технология лёгких сплавов. 2011. № 3. С. 85–91. EDN: PUUVSZ.Shaikh H., Sivaibharasi N., Sasi B., Anita T., Amirthalingam R., Rao B.P.C., Jayakumar T., Khatak H.S., Raj B. Use of eddy current testing method in detection and evaluation of sensitisation and intergranular corrosion in austenitic stainless steels. Corrosion Science, 2006, vol. 48, no. 6, pp. 1462–1482. DOI: 10.1016/j.corsci.2005.05.017.Shaikh H., Sivaibharasi N., Sasi B., Anita T., Amirthalingam R., Rao B.P.C., Jayakumar T., Khatak H.S., Raj B. Use of eddy current testing method in detection and evaluation of sensitisation and intergranular corrosion in austenitic stainless steels // Corrosion Science. 2006. Vol. 48. № 6. P. 1462–1482. DOI: 10.1016/j.corsci.2005.05.017.Orlov P.S., Goldobina L.A. Decrease in consequences of technogenic accidents at operation of underground pipelines by introduction of the technique of definition of places of intercrystal corrosion. Technical and Technological problems of service, 2010, no. 4, pp. 18–25. EDN: NAZENJ.Орлов П.С., Голдобина Л.А. Снижение последствий техногенных катастроф при эксплуатации подземных трубопроводов внедрением методики определения мест межкристаллитной коррозии // Технико-технологические проблемы сервиса. 2010. № 4. C. 18–25. EDN: NAZENJ.Sánchez-Amaya J.M., González-Rovira L., Amaya-Vázquez M.R., Botana F.J. Experimental correlation between metallographic evaluation and electrochemical noise in intergranular corrosion tests of aluminium alloys. Surface and Interface Analysis, 2012, vol. 44, no. 9, pp. 1279–1286. DOI: 10.1002/sia.5003.Sánchez-Amaya J.M., González-Rovira L., Amaya-Vázquez M.R., Botana F.J. Experimental correlation between metallographic evaluation and electrochemical noise in intergranular corrosion tests of aluminium alloys // Surface and Interface Analysis. 2012. Vol. 44. № 9. P. 1279–1286. DOI: 10.1002/sia.5003.Sahoo S., Jha B.B., Sahoo T.K. Acoustic emission study of deformation behaviour of sensitised 304 stainless steel. Materials Science and Technology, 2014, vol. 30, no. 11, pp. 1336–1342. DOI: 10.1179/1743284714Y.0000000584.Sahoo S., Jha B.B., Sahoo T.K. Acoustic emission study of deformation behaviour of sensitised 304 stainless steel // Materials Science and Technology. 2014. Vol. 30. № 11. P. 1336–1342. DOI: 10.1179/1743284714Y.0000000584.Stella J., Cerezo J., Rodríguez E. Characterization of the sensitization degree in the AISI 304 stainless steel using spectral analysis and conventional ultrasonic techniques. NDT and E International, 2009, vol. 42, no. 4, pp. 267–274. DOI: 10.1016/j.ndteint.2008.11.005.Stella J., Cerezo J., Rodríguez E. Characterization of the sensitization degree in the AISI 304 stainless steel using spectral analysis and conventional ultrasonic techniques // NDT and E International. 2009. Vol. 42. № 4. P. 267–274. DOI: 10.1016/j.ndteint.2008.11.005.Doerr C., Jin-Yeon Kim, Singh P., Wall J.J., Jacobs L.J. Evaluation of sensitization in stainless steel 304 and 304L using nonlinear Rayleigh waves. NDT and E International, 2017, vol. 88, pp. 17–23. DOI: 10.1016/j.ndteint.2017.02.007.Doerr C., Jin-Yeon Kim, Singh P., Wall J.J., Jacobs L.J. Evaluation of sensitization in stainless steel 304 and 304L using nonlinear Rayleigh waves // NDT and E International. 2017. Vol. 88. P. 17–23. DOI: 10.1016/j.ndteint.2017.02.007.Zhen Zhang, Ziyu Zhang, Jibo Tan, Xinqiang Wu. Quantitatively related acoustic emission signal with stress corrosion crack growth rate of sensitized 304 stainless steel in high-temperature water. Corrosion Science, 2019, vol. 157, pp. 79–86. DOI: 10.1016/j.corsci.2019.05.030.Zhen Zhang, Ziyu Zhang, Jibo Tan, Xinqiang Wu. Quantitatively related acoustic emission signal with stress corrosion crack growth rate of sensitized 304 stainless steel in high-temperature water // Corrosion Science. 2019. Vol. 157. P. 79–86. DOI: 10.1016/j.corsci.2019.05.030.Woonggi Hwang, Seunggi Bae, Jaeseong Kim, Sungsik Kang, Nogwan Kwag, Boyoung Lee. Acoustic emission characteristics of stress corrosion cracks in a type 304 stainless steel tube. Nuclear Engineering and Technology, 2015, vol. 47, no. 4, pp. 454–460. DOI: 10.1016/j.net.2015.04.001.Woonggi Hwang, Seunggi Bae, Jaeseong Kim, Sungsik Kang, Nogwan Kwag, Boyoung Lee. Acoustic emission characteristics of stress corrosion cracks in a type 304 stainless steel tube // Nuclear Engineering and Technology. 2015. Vol. 47. № 4. P. 454–460. DOI: 10.1016/j.net.2015.04.001.Nuthalapati S., Kee K.E., Pedapati S.R., Jumbri K. A review of chloride induced stress corrosion cracking characterization in austenitic stainless steels using acoustic emission technique. Nuclear Engineering and Technology, 2024, vol. 56, no. 2, pp. 688–706. DOI: 10.1016/j.net.2023.11.005.Nuthalapati S., Kee K.E., Pedapati S.R., Jumbri K. A review of chloride induced stress corrosion cracking characterization in austenitic stainless steels using acoustic emission technique // Nuclear Engineering and Technology. 2024. Vol. 56. № 2. P. 688–706. DOI: 10.1016/j.net.2023.11.005.Jirarungsatian C., Prateepasen A. Pitting and uniform corrosion source recognition using acoustic emission parameters. Corrosion Science, 2010, vol. 52, no. 1, pp. 187–197. DOI: 10.1016/j.corsci.2009.09.001.Jirarungsatian C., Prateepasen A. Pitting and uniform corrosion source recognition using acoustic emission parameters // Corrosion Science. 2010. Vol. 52. № 1. P. 187–197. DOI: 10.1016/j.corsci.2009.09.001.Gang Du, Weikui Wang, Shizhe Song, Shijiu Jin. Detection of corrosion on 304 stainless steel by acoustic emission measurement. Anti-corrosion Methods & Materials, 2010, vol. 57, no. 3, pp. 126–132. DOI: 10.1108/00035591011040083.Gang Du, Weikui Wang, Shizhe Song, Shijiu Jin. Detection of corrosion on 304 stainless steel by acoustic emission measurement // Anti-corrosion Methods & Materials. 2010. Vol. 57. № 3. P. 126–132. DOI: 10.1108/00035591011040083.Jian Xu, Xinqiang Wu, En-Hou Han. Acoustic emission response of sensitized 304 stainless steel during intergranular corrosion and stress corrosion cracking. Corrosion Science, 2013, vol. 73, pp. 262–273. DOI: 10.1016/j.corsci.2013.04.014.Jian Xu, Xinqiang Wu, En-Hou Han. Acoustic emission response of sensitized 304 stainless steel during intergranular corrosion and stress corrosion cracking // Corrosion Science. 2013. Vol. 73. P. 262–273. DOI: 10.1016/j.corsci.2013.04.014.Kovac J., Alaux C., Marrow T.J., Govekar E., Legat A. Correlations of electrochemical noise, acoustic emission and complementary monitoring techniques during intergranular stress-corrosion cracking of austenitic stainless steel. Corrosion Science, 2010, vol. 52, no. 6, pp. 2015–2025. DOI: 10.1016/j.corsci.2010.02.035.Kovac J., Alaux C., Marrow T.J., Govekar E., Legat A. Correlations of electrochemical noise, acoustic emission and complementary monitoring techniques during intergranular stress-corrosion cracking of austenitic stainless steel // Corrosion Science. 2010. Vol. 52. № 6. P. 2015–2025. DOI: 10.1016/j.corsci.2010.02.035.Li Q., Xie X., Wang Y., Pan W., Chen W., Chai M. Acoustic Emission Characteristics of s30408 Steel During Tensile Test // Experimental Techniques. 2026. DOI: 10.1007/s40799-026-00876-y.Proville L., Bakó B. Dislocation depinning from ordered nanophases in a model fcc crystal: from cutting mechanism to Orowan looping. Acta Materialia, 2010, vol. 58, no. 17, pp. 5565–5571. DOI: 10.1016/j.actamat.2010.06.018.Proville L., Bakó B. Dislocation depinning from ordered nanophases in a model fcc crystal: from cutting mechanism to Orowan looping // Acta Materialia. 2010. Vol. 58. № 17. P. 5565–5571. DOI: 10.1016/j.actamat.2010.06.018.Barat V., Terentyev D., Bardakov V., Elizarov S. Analytical Modeling of Acoustic Emission Signals in Thin-Walled Objects. Applied Sciences, 2020, vol. 10, no. 1, article number 279. DOI: 10.3390/app10010279.Barat V., Terentyev D., Bardakov V., Elizarov S. Analytical Modeling of Acoustic Emission Signals in Thin-Walled Objects // Applied Sciences. 2020. Vol. 10. № 1. Article number 279. DOI: 10.3390/app10010279.