Korózne správanie hliníkových zliatin 5052 a 6061 v hlbokomorskom prostredí

Korózne-správanie-zliatin-5052-a-6061-hliníka-zliatin v hlbokomorskom prostredí.pdf

Korózne správanie hliníkových zliatin 5052 a 6061 v hlbokom-morskom prostredí

Hliníková zliatina má nízku hustotu, vynikajúcu odolnosť proti únave, vysokú špecifickú pevnosť a vysokú špecifickú tuhosť. Je to jeden z najčastejšie používaných konštrukčných materiálov z neželezných kovov v priemysle. Má silnú odolnosť proti korózii a čoraz častejšie sa používa v námornom inžinierstve. Rozsiahly. Údaje o skutočnej morskej korózii zo zahraničnej hliníkovej zliatiny boli prvýkrát zhromaždené v 40. rokoch 20. storočia počas expozičných pokusov v oblasti Panamského prieplavu.
Od roku 1962 do roku 1970 uskutočňovalo námorníctvo Spojených štátov veľké-skutočné{3}}experimenty vystavenia moru v Port Wynemee v Kalifornii.

Exponované materiály zahŕňajú až 475 zliatin vrátane siedmich typov hliníkových zliatin: 1100, 2014, 3003, 5052, 5083, 6061 a 7002. Uskutočnili sa skúšky vystavenia korózii v plytkých moriach, ako aj v hlbokom{8}}morskom prostredí v rozmedzí od 200 metrov do 2000 metrov. Skúmanie korózneho výkonu nasledujúcich materiálov.

Chemické zloženie zliatin hliníka 5052 a 6061

Vplyv legujúcich prvkov na koróznu odolnosť hliníkovej zliatiny

Legujúce prvky v hliníkových zliatinách ovplyvňujú predovšetkým ich koróznu odolnosť vytváraním rôznych inklúzií a zliatin [M, 11, 14-22].
Hlavnými zložkami zliatiny hliníka 5052 sú intermetalická zlúčenina Al6 (Fe, Mn) a fáza P (Mg2Al3). Potenciál intermetalickej zlúčeniny Al6 (Fe, Mn) je približne -700 mV (psSCE, pozri nižšie), čo je o niečo väčší ako potenciál matrice. Katódová fáza má potenciál -800 mV, zatiaľ čo fáza Lu (Mg₂Al3) má potenciál približne -920 mV, čo je o niečo menej ako potenciál matrice a pôsobí ako anóda 116_181.

Fázy nečistôt AlFe{0}}Si a Mg₂Si tvoria väčšinu hliníkovej zliatiny 6061. Potenciál fázy A1Fe-Si je asi -200 mV, čo je oveľa viac ako potenciál matrice, a existuje ako katódová fáza; potenciál fázy Mg₂Si je okolo -1200 mV, čo je oveľa menej ako potenciál substrátu a funguje ako anóda [119_221].
Druhé fázy aj matrica z hliníkovej zliatiny tvoria mikročlánok. Mikročlánkové efekty hliníkových zliatin 5052 a 6061 sa líšia v dôsledku ich odlišných mikroštruktúr.Nízko{0}}potenciálna Mg₂Al₃ fáza v hliníkovej zliatine 5052 koroduje prednostne ako anóda, zatiaľ čo fáza Al-Fe{3}}Mn má vysoký potenciál v porovnaní so substrátom, čo podporuje koróziu substrátu. V hliníkovej zliatine 6061 má druhá fáza Mg2Si nízky potenciál vzhľadom na substrát, pôsobí ako anóda a prednostne koroduje. Fáza Al-Fe^Si s vysokým potenciálom vzhľadom na substrát pôsobí ako katódová fáza, ktorá podporuje koróziu okolitého substrátu a urýchľuje koróziu hliníkovej zliatiny 6061.

V porovnaní s hliníkovými zliatinami 5052 a 6061 majú dve fázy v hliníkových zliatinách 6061 väčší potenciálny rozdiel a vplyv mikročlánkov je silnejší, vďaka čomu sú náchylnejšie na bodovú koróziu. Po vzniku jamkovej korózie sa rýchlo šíri a nakoniec spôsobuje koróznu perforáciu. Hliníková zliatina 5052 má nižší potenciálny rozdiel medzi týmito dvoma fázami ako hliníková zliatina 6061, menší mikročlánkový efekt a o niečo nižší stupeň bodkovania.

Vplyv hlbokomorských environmentálnych faktorov na koróziu hliníkových zliatin

Zapálenie hliníkových zliatin možno rozdeliť do dvoch etáp: nukleácia jamkovej jamky a šírenie jamkovej jamky. Existujú tri základné teórie o dôvodoch pretrhnutia pasivačného filmu a metastabilnej jamkovej nukleácie, ktorými sú mechanizmus prenikania iónov, mechanizmus pretrhnutia pasivačného filmu a proces adsorpcie. Zvažuje sa mechanizmus prieniku chloridových iónov. Keď sú agresívne anióny (ako je Cl) adsorbované na pasivačnom filme, polomer chloridových iónov je malý a ľahko prechádza. Silné indukčné ióny. Vodivé, takže na špecifickom mieste na filme sa môže udržiavať vysoká prúdová hustota a katióny sú povzbudzované k náhodnému pohybu. Dôlková korózia nastáva, keď elektrické pole na rozhraní filmového roztoku dosiahne kritickú hodnotu [241]. Macxloiialdov model bodového defektu bol vyvinutý na vysvetlenie, ako praskajú pasivačné filmy. Agresívne anióny (ako je Cl_) sa adsorbujú na povrchu oxidu a reagujú s katiónmi na rozhraní ión/roztok, pričom vytvárajú katiónové voľná miesta v pasivačnom filme. Tieto katiónové voľné miesta sa priťahujú ku kontaktu s kovovou{11}}fóliou. Keď nadbytočné katiónové voľné miesta dosiahnu kontakt kov/film a nemožno ich zjesť, vytvoria „zhluky voľných miest“, ktoré úspešne odstraňujú pasivačný film z kovového substrátu, čo vedie k jamkovej korózii a hypotéza adsorpcie je známa ako bodová korózia.

Výskyt je spôsobený konkurenčnou adsorpciou Cl a O126. Akonáhle sa vytvorí korózna jamka, jamková korózia postupuje rýchlo. Je to spôsobené procesom kyslosti a autokatalýzy v jame. Stav (potenciál je zápornejší) sa stáva anódou.

Povrch hliníkovej zliatiny mimo otvoru je stále v stave pasivácie a potenciál stať sa katódou je pozitívnejší; v dôsledku toho sa v koróznom otvore a mimo neho vytvorí aktivačný{0}}pasivačný mikro{1}}bodový pár; kov Anódovú reakciu v póroch možno opísať ako akumuláciu produktov korózie (Al2O3, SiO2 a stopové množstvo Mg3(SO4)2(OH)₂ a NaCl) v blízkosti ústia koróznej jamy, čím sa postupne vytvára blokovaná bunka, ktorá bráni tvorbe pórov.

Vnútorná a vonkajšia migrácia iónov, ako aj difúzia rozpusteného kyslíka. Batéria na koncentráciu kyslíka sa vyrába vo vnútri aj mimo otvoru; prostredie s vysokou kyslosťou a koncentráciou chloridových iónov stimuluje dodatočnú koróziu kovu, čo vedie k autokatalytickému procesu zablokovanej batérie.

Záver analýzy

(1) Rýchlosť korózie a maximálna hĺbka jamkovej korózie zliatin hliníka 5052 a 6061 v Juhočínskom mori sú nižšie pri 1200 m ako pri 800 m. V rovnakom prostredí je rýchlosť korózie a maximálna hĺbka bodkovania hliníkovej zliatiny 5052. Hĺbka jamy je výrazne nižšia ako u hliníkovej zliatiny 6061.

(2) Porovnávacie preskúmanie experimentálnych výsledkov a príslušných literárnych údajov ukazuje, že so zväčšujúcou sa hĺbkou vody sa maximálne hĺbky jamkovej jamky zliatin hliníka 5052 a 6061 najskôr zväčšujú a potom zmenšujú, pričom maximálna hĺbka jamkovej korózie sa objavuje približne na 800 m.
(3) Hliníkové zliatiny 5052 aj 6061 mali štrbinovú koróziu a perforáciu v oblasti nitovania a štrbinová korózia hliníkovej zliatiny 5052 bola závažnejšia a závažná drážková korózia sa vyskytla v sekcii. 5052 a hliníkové zliatiny 6061 boli hlavne Dômková korózia na povrchu a jamka sviečky na povrchu Hliníková zliatina 6061 bola hlbšia a hustejšia, čo viedlo k jamkovej a perforácii v 800 m hlbokom morskom prostredí.

(4) Biele produkty korózie na povrchoch hliníkových zliatin 5052 a 6061 sú tvorené Al203, SiO2 a stopovými množstvami Mg3(SO4)2(OH)2 a NaCl.