Korozivno-ponašanje--5052-i-6061-aluminijskih-legura-in-Deep-Sea-Environment.pdf
Ponašanje korozije aluminijskih legura 5052 i 6061 u dubokom-morskom okruženju
Aluminijska legura ima nisku gustoću, izvrsnu otpornost na zamor, visoku specifičnu čvrstoću i visoku specifičnu krutost. Jedan je od najčešće korištenih konstrukcijskih materijala od obojenih metala u industriji. Ima jaku otpornost na koroziju i sve se više koristi u brodogradnji. Opsežna. Inozemni podaci o stvarnoj izloženosti koroziji na moru aluminijske legure prvi su put prikupljeni 1940-ih tijekom ispitivanja izloženosti u području Panamskog kanala.
Od 1962. do 1970. mornarica Sjedinjenih Država provodila je-eksperimente stvarne{3}}izloženosti mora velikih razmjera u Port Wynemeeju u Kaliforniji.
Izloženi materijali uključuju do 475 legura, uključujući sedam vrsta aluminijskih legura: 1100, 2014, 3003, 5052, 5083, 6061 i 7002. Provedena su ispitivanja izloženosti koroziji u plitkim morima, kao iu dubokim-morskim okruženjima u rasponu od 700 do 2000 metara. Ispitivanje korozijske učinkovitosti sljedećih materijala.
Kemijski sastav aluminijskih legura 5052 i 6061
| Legura | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | kr | Zn | Ti | Drugi: Svaki |
Drugi: Ukupno |
Al: Min. |
| 5052 | 0.25 | 0.40 | 0.10 | 0.10 | 2.2~2.8 | 0.15~0.35 | 0.10 | – | 0.05 | 0.15 | ostatak |
| 6061 | 0.4-0.8 | 2.2-2.8 | 0.15-0.40 | 0.1 | 0.45 | 0.04-0.35 | 0.10 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | ostatak |
Učinak legirajućih elemenata na korozijsku otpornost aluminijske legure
Legirni elementi u aluminijskim legurama prvenstveno utječu na njihovu otpornost na koroziju tvoreći različite uključke i legure [M, 11, 14-22].
Glavne komponente aluminijske legure 5052 su Al6 (Fe, Mn) intermetalni spoj i P faza (Mg2Al3). Potencijal intermetalnog spoja Al6 (Fe, Mn) je približno -700 mV (psSCE, vidi dolje), što je nešto više od potencijala matrice. Katodna faza ima potencijal od -800 mV, dok Lu faza (Mg₂Al3) ima potencijal od otprilike -920 mV, što je malo niže od potencijala matrice i djeluje kao anoda 116_181.
Faze nečistoća AlFe-Si i Mg₂Si čine većinu aluminijske legure 6061. Potencijal faze A1Fe-Si je oko -200 mV, što je puno više od potencijala matrice, a postoji kao katodna faza; potencijal faze Mg₂Si je oko -1200 mV, što je mnogo niže od potencijala supstrata i on radi kao anoda [119_221].
I druge faze i matrica od aluminijske legure čine mikropar. Učinci mikroparova aluminijskih legura 5052 i 6061 razlikuju se zbog njihove različite mikrostrukture.Nisko{0}}potencijalna Mg₂Al₃ faza u aluminijskoj leguri 5052 prvenstveno korodira kao anoda, dok Al-Fe-Mn faza ima visok potencijal u odnosu na podlogu, potičući koroziju podloge. U aluminijskoj leguri 6061, druga faza Mg₂Si ima nizak potencijal u odnosu na supstrat, djeluje kao anoda i preferirano korodira. Faza Al-Fe^Si, s visokim potencijalom u odnosu na podlogu, djeluje kao katodna faza, potičući koroziju okolne podloge i ubrzavajući koroziju aluminijske legure 6061.
U usporedbi s aluminijskim legurama 5052 i 6061, dvije faze u aluminijskim legurama 6061 imaju veću potencijalnu razliku, a utjecaj mikroparova je jači, što ih čini osjetljivijima na rupičastu koroziju. Nakon što se razvije rupičasta korozija, ona se brzo širi i na kraju uzrokuje korozijsku perforaciju. Aluminijska legura 5052 ima nižu potencijalnu razliku između dviju faza od aluminijske legure 6061, manji učinak mikroparova i nešto niži stupanj pitinga.
Utjecaj čimbenika dubokog mora na koroziju aluminijskih legura
Paljenje aluminijskih legura može se podijeliti u dvije faze: jamičasta nukleacija i piting širenje. Postoje tri osnovne teorije o razlozima pucanja pasivacijskog filma i metastabilne jamičaste nukleacije, a to su mehanizam prodiranja iona, mehanizam pucanja pasivacijskog filma i proces adsorpcije. Razmatran je mehanizam prodiranja kloridnih iona. Kada se agresivni anioni (kao što je Cl) adsorbiraju na pasivacijski film, radijus kloridnih iona je skroman i lako prolazi. Jaki indukcijski ioni. Provodljiv, tako da se visoka gustoća struje može održavati na određenom mjestu na filmu, a kationi se potiču na nasumično kretanje. Rupičasta korozija nastaje kada električno polje na granici otopine filma dosegne kritičnu vrijednost [241]. Macxloiialdov model točkastih defekta razvijen je kako bi se objasnilo kako pasivacijski filmovi pucaju. Agresivni anioni (kao što je Cl_) adsorbiraju se na površini oksida i reagiraju s kationima na granici ion/otopina, stvarajući kationska prazna mjesta u pasivacijskom filmu. Ta slobodna mjesta kationa gravitiraju kontaktu s metalnim-filmom. Kada dodatna slobodna mjesta kationa dođu do kontakta metal/film i ne mogu se pojesti, stvaraju "nakupine slobodnih mjesta" koji uspješno uklanjaju pasivacijski film s metalne podloge, što dovodi do pitinga, a adsorpcijska hipoteza je poznata kao rupičasta korozija.
Pojava je posljedica kompetitivne adsorpcije Cl i O126. Nakon što se razvije korozijska jamica, jamičasta korozija brzo napreduje. To je zbog kiselosti i procesa autokatalize unutar jame. Stanje (potencijal je negativniji) postaje anoda.
Površina aluminijske legure izvan rupe je još uvijek u stanju pasivizacije, a potencijal je pozitivniji da postane katoda; kao rezultat, aktivacijska-pasivna mikro-točkasta parna korozijska ćelija stvara se unutar i izvan korozijske rupe; metal Reakcija anode u porama može se opisati kao nakupljanje produkata korozije (Al₂O₃, SiO₂ i količina Mg3(SO₄)₂(OH)₂ i NaCl u tragovima) u blizini otvora korozijske jame, postupno stvarajući blokiranu ćeliju koja sprječava stvaranje pora.
Unutarnja i vanjska migracija iona, kao i difuzija otopljenog kisika. Baterija koncentracije kisika proizvodi se unutar i izvan rupe; Visoka kiselost otvora i okolina koncentracije kloridnih iona potiču dodatnu koroziju metala, što rezultira autokatalitičkim procesom začepljene baterije.
Zaključak analize
(1) Stopa korozije i najveća dubina udubljenja aluminijskih legura 5052 i 6061 u Južnom kineskom moru niže su na 1200 m nego na 800 m. U istom okruženju, stopa korozije i najveća dubina udubljenja 5052 aluminijske legure. Dubina udubljenja znatno je niža nego kod aluminijske legure 6061.
(2) Usporedno ispitivanje eksperimentalnih rezultata i odgovarajućih literaturnih podataka otkriva da kako dubina vode raste, maksimalne dubine udubljenja aluminijskih legura 5052 i 6061 prvo rastu, a zatim opadaju, pri čemu se najveće dubine udubljenja pojavljuju na približno 800 m.
(3) I 5052 i 6061 aluminijske legure imale su pukotinsku koroziju i perforaciju u području zakivanja, a pukotinska korozija 5052 aluminijske legure bila je ozbiljnija, a ozbiljna utorna korozija pojavila se u dijelu. 5052, a 6061 aluminijske legure bile su u glavnom. Jamičasta korozija pojavila se na površini, a jamica na svijeći površina Aluminijska legura 6061 bila je dublja i gušća, što je rezultiralo udubljenjima i perforacijama u morskom okruženju dubine od 800 m.
(4) Proizvodi bijele korozije na površinama aluminijskih legura 5052 i 6061 sastoje se od Al₂O₃, SiO₂ i tragova Mg3(SO₄)₂(OH)₂ i NaCl.
