5052 ja 6061 alumiiniumsulamite korrosioonikäitumine süvamerekeskkonnas

-5052-ja-6061-Alumiiniumi-Alloys-in-Deep-Sea-Environment.pdf korrosiooni-käitumine-

5052 ja 6061 alumiiniumsulamite korrosioonikäitumine süvamerekeskkonnas

Alumiiniumsulamil on madal tihedus, suurepärane väsimuskindlus, kõrge eritugevus ja kõrge erijäikus. See on üks tööstuses kõige sagedamini kasutatavaid värviliste metallide konstruktsioonimaterjale. Sellel on tugev korrosioonikindlus ja seda kasutatakse üha enam meretehnikas. Ulatuslik. Välismaiste alumiiniumisulamite tõelise merega kokkupuutumise korrosiooniandmed koguti esmakordselt 1940. aastatel Panama kanali piirkonnas kokkupuutekatsete käigus.
Aastatel 1962–1970 viis Ameerika Ühendriikide merevägi Californias Port Wynemees ulatuslikke-reaalseid-mere kokkupuutekatseid.

Kokkupuutuvad materjalid hõlmavad kuni 475 sulamit, sealhulgas seitset tüüpi alumiiniumsulamit: 1100, 2014, 3003, 5052, 5083, 6061 ja 7002. Korrosioonikatseid on tehtud nii madalas meres kui ka sügavates{8}merekeskkonnas vahemikus 2070 meetrit. Järgmiste materjalide korrosioonikindluse uurimine.

5052 ja 6061 alumiiniumisulamite keemiline koostis

Legeerelementide mõju alumiiniumisulami korrosioonikindlusele

Alumiiniumisulamites olevad legeerivad elemendid mõjutavad eelkõige nende korrosioonikindlust, moodustades erinevaid kandjaid ja sulameid [M, 11, 14-22].
5052 alumiiniumisulami peamised komponendid on Al6 (Fe, Mn) intermetalliline ühend ja P-faas (Mg2Al3). Al6 (Fe, Mn) intermetallilise ühendi potentsiaal on ligikaudu -700 mV (psSCE, vt allpool), mis on veidi suurem kui maatriksil. Katoodifaasi potentsiaal on -800 mV, samas kui Lu faasi (Mg2Al3) potentsiaal on ligikaudu -920 mV, mis on veidi madalam maatriksi potentsiaalist ja toimib anoodina 116_181.

Lisandite faasid AlFe-Si ja Mg₂Si moodustavad suurema osa 6061 alumiiniumisulamist. A1Fe-Si faasi potentsiaal on umbes -200 mV, mis on palju suurem kui maatriksi potentsiaal ja see eksisteerib katoodfaasina; Mg₂Si faasi potentsiaal on umbes -1200 mV, mis on palju väiksem kui substraadi potentsiaal ja see toimib anoodina [119_221].
Nii teine ​​faas kui ka alumiiniumisulamist maatriks moodustavad mikropaari. 5052 ja 6061 alumiiniumisulamite mikropaariefektid erinevad nende erinevate mikrostruktuuride tõttu.Madala -potentsiaaliga Mg₂Al₃ faas 5052 alumiiniumsulamis korrodeerub eelistatult anoodina, samas kui Al-Fe-Mn faasil on substraadiga võrreldes suur potentsiaal, mis soodustab substraadi korrosiooni. 6061 alumiiniumsulamis on Mg2Si teisel faasil substraadi suhtes madal potentsiaal, toimides anoodina ja eelistatavalt korrodeerudes. Al-Fe^Si faas, millel on substraadi suhtes suur potentsiaal, toimib katoodfaasina, soodustades ümbritseva substraadi korrosiooni ja kiirendades alumiiniumisulami 6061 korrosiooni.

Võrreldes 5052 ja 6061 alumiiniumisulamitega on 6061 alumiiniumisulamite kahel faasil suurem potentsiaalide erinevus ja mikropaaride mõju on tugevam, muutes need punktkorrosioonile vastuvõtlikumaks. Pärast punktkorrosiooni tekkimist levib see kiiresti ja põhjustab lõpuks korrosiooniperforatsiooni. 5052 alumiiniumisulamil on madalam potentsiaalide erinevus kahe faasi vahel kui 6061 alumiiniumisulamil, väiksem mikropaari efekt ja mõnevõrra madalam täppide määr.

Süvamere keskkonnategurite mõju alumiiniumisulamite korrosioonile

Alumiiniumisulamite süttimise saab jagada kaheks etapiks: punkttuuma moodustumine ja süvendite levik. Passiveerimiskile purunemise ja metastabiilse tuumade moodustumise põhjuste kohta on kolm põhiteooriat, milleks on ioonide läbitungimismehhanism, passiveerimiskile purunemise mehhanism ja adsorptsiooniprotsess. Arvesse võetakse kloriidioonide läbitungimismehhanismi. Agressiivsete anioonide (näiteks Cl) adsorbeerimisel passiveerimiskilele on kloriidioonide raadius tagasihoidlik ja kergesti läbitav. Tugevad induktsiooniioonid. Juhtiv, nii et filmi kindlas kohas saab säilitada suurt voolutihedust ja katioone julgustatakse juhuslikult liikuma. Punktkorrosioon tekib siis, kui elektriväli kilelahenduse liidesel saavutab kriitilise väärtuse [241]. Macxloiialdi punktdefekti mudel töötati välja selleks, et selgitada, kuidas passiveerimiskiled purunevad. Agressiivsed anioonid (nagu Cl_) adsorbeeruvad oksiidipinnal ja reageerivad katioonidega iooni/lahuse liidesel, moodustades passiveerimiskilesse katioonide vabu kohti. Need katioonide vabad kohad kalduvad metallkile kontakti poole. Kui täiendavad katioonide vabad kohad jõuavad metalli/kile kontakti ja neid ei saa süüa, tekivad need "vabukohtade klastrid", mis eemaldavad edukalt passiveerimiskile metallsubstraadilt, mille tulemuseks on punktkorrosioon, ja adsorptsioonihüpoteesi nimetatakse punktkorrosiooniks.

See esinemine on tingitud Cl ja O126 konkureerivast adsorptsioonist. Kui korrosioonikaev on välja kujunenud, edeneb korrosioon kiiresti. Selle põhjuseks on happesus ja autokatalüüsi protsess süvendis. Olek (potentsiaal on negatiivsem) muutub anoodiks.

Alumiiniumisulami pind väljaspool auku on endiselt passivatsiooniseisundis ja katoodiks saamise potentsiaal on positiivsem; selle tulemusena luuakse korrosiooniaugu sees ja väljaspool aktiveerimis-passivatsiooni mikro-punktipaari korrosioonirakk; metall Anoodi reaktsiooni poorides võib kirjeldada kui korrosiooniproduktide (Al2O3, SiO₂ ja vähesel määral Mg3(SO4)₂(OH)₂ ja NaCl) kogunemist korrosiooniaugu suudme lähedale, tekitades järk-järgult blokeeritud raku, mis takistab pooride teket.

Ioonide sise- ja välismigratsioon, samuti lahustunud hapniku difusioon. Hapniku kontsentratsiooni akut toodetakse nii augu sees kui ka väljaspool; augu kõrge happesus ja kloriidioonide kontsentratsiooniga keskkond stimuleerivad metalli täiendavat korrosiooni, mille tulemuseks on blokeeritud aku autokatalüütiline protsess.

Analüüsi järeldus

(1) Lõuna-Hiina meres on 5052 ja 6061 alumiiniumsulamite korrosioonimäär ja maksimaalne süvendite sügavus 1200 meetri juures madalam kui 800 meetri kõrgusel. Samas keskkonnas on 5052 alumiiniumisulami korrosioonikiirus ja maksimaalne süvendite sügavus. Süvendi sügavus on oluliselt väiksem kui 6061 alumiiniumisulamil.

(2) Katsetulemuste ja asjakohaste kirjandusandmete võrdlev uurimine näitab, et vee sügavuse suurenedes 5052 ja 6061 alumiiniumisulamite maksimaalne süvendite sügavus esmalt suureneb ja seejärel väheneb, kusjuures maksimaalne aukude sügavus on ligikaudu 800 m.
(3) Nii 5052 kui ka 6061 alumiiniumisulamitel esines neetimispiirkonnas pragukorrosioon ja perforatsioon ning 5052 alumiiniumisulami pragukorrosioon oli tõsisem ning lõigul . 5052 tekkis tõsine soonte korrosioon ja 6061 alumiiniumisulamid olid põhipinnal, kus tekkis korrosioon, korrosioon ja süvise pinnas. 6061 alumiiniumsulam oli sügavam ja tihedam, mille tulemuseks oli 800 m sügavuse merekeskkonnas augud ja perforatsioonid.

(4) Valged korrosiooniproduktid alumiiniumisulamite 5052 ja 6061 pindadel koosnevad Al2O3-st, SiO2-st ning vähesel määral Mg3(SO4)₂(OH)2 ja NaCl-st.