5052 ja 6061 alumiiniseosten korroosiokäyttäytyminen syvänmeren ympäristössä

-5052-ja-6061-alumiinin-Alloys-in-Deep-Sea-Environment.pdf korroosio-käyttäytyminen-

5052- ja 6061-alumiiniseosten korroosiokäyttäytyminen-syvänmeren ympäristössä

Alumiiniseoksella on alhainen tiheys, erinomainen väsymiskestävyys, korkea ominaislujuus ja korkea ominaisjäykkyys. Se on yksi teollisuudessa eniten käytetyistä ei-rautametallirakennemateriaaleista. Sillä on vahva korroosionkestävyys, ja sitä käytetään yhä enemmän meritekniikassa. Laaja. Ulkomaisten alumiiniseosten todellisen meren korroosiotiedot kerättiin ensimmäisen kerran 1940-luvulla altistuskokeissa Panaman kanavan alueella.
Vuosina 1962–1970 Yhdysvaltain laivasto suoritti suuria-todellisia-meren altistuskokeita Port Wynemeessä, Kaliforniassa.

Altistuneet materiaalit sisältävät jopa 475 metalliseosta, mukaan lukien seitsemän tyyppistä alumiiniseosta: 1100, 2014, 3003, 5052, 5083, 6061 ja 7002. Korroosiolle altistumiskokeita on suoritettu matalissa meressä sekä syvässä{8}}20700 metrin ympäristössä. Tutkimus seuraavien materiaalien korroosiokyvystä.

5052 ja 6061 alumiiniseosten kemiallinen koostumus

Seosaineiden vaikutus alumiiniseoksen korroosionkestävyyteen

Alumiiniseosten seosaineet vaikuttavat ensisijaisesti niiden korroosionkestävyyteen muodostamalla erilaisia ​​sulkeumia ja seoksia [M, 11, 14-22].
5052-alumiiniseoksen pääkomponentit ovat metallien välinen Al6 (Fe, Mn) ja P-faasi (Mg2Al3). Al6 (Fe, Mn) intermetalliyhdisteen potentiaali on noin -700 mV (psSCE, katso alla), mikä on hieman suurempi kuin matriisin. Katodifaasin potentiaali on -800 mV, kun taas Lu-faasin (Mg2Al3) potentiaali on noin -920 mV, mikä on hieman pienempi kuin matriisin potentiaali ja toimii anodina 116_181.

Epäpuhtausfaasit AlFe-Si ja Mg₂Si muodostavat suurimman osan 6061-alumiiniseoksesta. A1Fe-Si-faasin potentiaali on noin -200 mV, mikä on paljon suurempi kuin matriisin potentiaali, ja se esiintyy katodifaasina; Mg2Si-faasin potentiaali on noin -1200 mV, mikä on paljon pienempi kuin substraatin potentiaali ja se toimii anodina [119_221].
Sekä toinen faasi että alumiiniseosmatriisi muodostavat mikroparin. 5052- ja 6061-alumiiniseosten mikroparivaikutukset eroavat toisistaan ​​​​johtuen niiden erilaisista mikrorakenteista.5052-alumiiniseoksen matala-potentiaalinen Mg₂Al3-faasi syöpyy ensisijaisesti anodina, kun taas Al-Fe-Mn-faasilla on suuri potentiaali substraattiin nähden, mikä edistää alustan korroosiota. 6061-alumiiniseoksessa Mg2Si:n toisella faasilla on alhainen potentiaali substraattiin nähden, ja se toimii anodina ja syövyttää ensisijaisesti. Al-Fe^Si-faasi, jolla on suuri potentiaali substraattiin nähden, toimii katodifaasina, mikä edistää ympäröivän substraatin korroosiota ja nopeuttaa 6061-alumiiniseoksen korroosiota.

Verrattuna 5052- ja 6061-alumiiniseoksiin 6061-alumiiniseosten kahdella faasilla on suurempi potentiaaliero ja mikroparien vaikutus on voimakkaampi, mikä tekee niistä herkempiä pistekorroosiolle. Pistekorroosion kehittymisen jälkeen se leviää nopeasti ja aiheuttaa lopulta korroosiorei'ityksen. 5052-alumiiniseoksella on pienempi potentiaaliero näiden kahden faasin välillä kuin 6061-alumiiniseoksella, pienempi mikroparivaikutus ja jonkin verran pienempi pistesyvyys.

Syvänmeren ympäristötekijöiden vaikutus alumiiniseosten korroosioon

Alumiiniseosten sytytys voidaan jakaa kahteen vaiheeseen: pisteyttymiseen ja pisteen etenemiseen. Passivointikalvon repeämisen ja metastabiilin pisteytimen syistä on olemassa kolme perusteoriaa, jotka ovat ionien läpäisymekanismi, passivointikalvon murtumismekanismi ja adsorptioprosessi. Kloridi-ionien tunkeutumismekanismia tarkastellaan. Kun aggressiivisia anioneja (kuten Cl) adsorboituu passivointikalvoon, kloridi-ionin säde on vaatimaton ja läpäisee helposti. Vahvat induktio-ionit. Johtava, joten korkea virrantiheys voidaan ylläpitää tietyssä kalvon kohdassa, ja kationeja kannustetaan liikkumaan satunnaisesti. Pistekorroosiota syntyy, kun kalvoratkaisun rajapinnan sähkökenttä saavuttaa kriittisen arvon [241]. Macxloiialdin pistevikamalli kehitettiin selittämään passivointikalvojen repeytymistä. Aggressiiviset anionit (kuten Cl_) adsorboituvat oksidin pinnalle ja reagoivat kationien kanssa ioni/liuos-rajapinnassa muodostaen kationivaansseja passivointikalvoon. Nämä kationivapaat paikat painottuvat metalli{11}}kalvokontaktiin. Kun ylimääräiset kationit saavuttavat metallin/kalvon kontaktin eikä niitä voida syödä, ne muodostavat "vakenssiklustereita", jotka onnistuneesti poistavat passivointikalvon metallisubstraatista, mikä johtaa pistekorroosioon, ja adsorptiohypoteesi tunnetaan pistekorroosiona.

Esiintyminen johtuu Cl:n ja O126:n kilpailevasta adsorptiosta. Kun korroosiokuoppa on kehittynyt, pistekorroosio etenee nopeasti. Tämä johtuu kuopan happamuus- ja autokatalyysiprosessista. Tilasta (potentiaali on negatiivisempi) tulee anodi.

Alumiinilejeeringin pinta reiän ulkopuolella on edelleen passivointitilassa, ja potentiaali on positiivisempi tulla katodiksi; tämän seurauksena korroosioreiän sisälle ja ulkopuolelle muodostuu aktivointi-passivointimikro-pisteparikorroosiokenno; metalli Anodireaktiota huokosissa voidaan kuvata korroosiotuotteiden (Al2O3, SiO2 ja hivenen Mg3(SO4)2(OH)2 ja NaCl) kerääntymisenä korroosiokuopan suulle, jolloin muodostuu vähitellen tukkeutunut solu, joka estää huokosten muodostumisen.

Sisäinen ja ulkoinen ionien kulkeutuminen sekä liuenneen hapen diffuusio. Happikonsentraatioakku valmistetaan sekä reiän sisällä että sen ulkopuolella; reiän korkea happamuus ja kloridi-ionipitoisuus stimuloivat metallin lisäkorroosiota, mikä johtaa tukkeutuneen akun autokatalyyttiseen prosessiin.

Analyysin johtopäätös

(1) 5052 ja 6061 alumiiniseosten korroosionopeus ja suurin pistesyvyys Etelä-Kiinan merellä ovat alhaisemmat 1 200 metrissä kuin 800 metrissä. Samassa ympäristössä korroosionopeus ja suurin pistesyvyys 5052 alumiiniseoksesta. Kuopan syvyys on huomattavasti pienempi kuin 6061-alumiiniseoksella.

(2) Koetulosten ja asiaankuuluvien kirjallisuustietojen vertaileva tarkastelu paljastaa, että veden syvyyden kasvaessa 5052- ja 6061-alumiiniseosten suurimmat kuoppasyvyydet ensin kasvavat ja sitten pienenevät, ja suurimmat kuoppasyvyydet ovat noin 800 metrin kohdalla.
(3) Sekä 5052- että 6061-alumiiniseoksessa oli rakokorroosiota ja -rei'itystä niittausalueella, ja 5052-alumiiniseoksen rakokorroosio oli vakavampi ja vakava urakorroosio esiintyi osassa. 5052 ja 6061-alumiiniseokset olivat pistekorroosion pääpinnassa, pistekorroosion pinnalla ja pinnalla. 6061 alumiiniseos oli syvempi ja tiheämpi, mikä johti kuoppiin ja reikiintymiseen 800 metrin syvänmeren ympäristössä.

(4) Valkoiset korroosiotuotteet 5052- ja 6061-alumiiniseosten pinnoilla koostuvat Al2O3:sta, SiO2:sta ja vähäisistä määristä Mg3(SO4)2(OH)2 ja NaCl.