Korozní chování tepelně zpracované slitiny hliníku a hořčíku v prostředí chloridů a EXCO

Abstrakt

Stroje určené pro provoz v mořském prostředí jsou obecně náchylné k poruchám způsobeným korozí. Je proto nezbytné vyhodnotit náchylnost těchto zařízení ke korozi s cílem stanovit mechanismus pro její zmírnění. V této studii bylo zkoumáno korozní chování vzorků hliníkové slitiny s příměsí hořčíku 0,4-2,0 % v roztocích NaCl, FeCl3 a EXCO ve stavu po odlití a v retrográdní reakci (RRA). Simulace korozních procesů zahrnovala gravimetrické a elektrochemické techniky. Výsledky ukazují značnou indukci precipitátů Mg2Si při relativně vyšším přídavku hořčíku, 1,2-2,0 %, což vede ke zvýšenému napadení. Tento jev se předpokládá na základě povahy krystalů Mg2Si, které jsou anodické vzhledem k matrici slitiny, která se snadno rozpouští při napadení chemickými složkami. Tvorba intermetalik Mg2Si bez odpovídajících vhodných oxidů, jako jsou SiO2 a MgO, které chrání precipitáty před galvanickým spojením s matricí, zvýrazňuje náchylnost ke korozi.

1. Úvod

Hliník a jeho slitiny se široce používají v průmyslu díky své nízké hmotnosti, vysoké pevnosti a dobré odolnosti proti korozi, která je způsobena tvorbou ochranné vrstvy oxidů. Ve slaných podmínkách, jaké se vyskytují v mořském prostředí, jsou však hliníkové slitiny náchylné k lokální degradaci ve formě důlkové a štěrbinové koroze. Tento typ koroze zahrnuje adsorpci aniontu, zejména chloridového iontu Cl-, na rozhraní oxid-roztok.

U běžných kovových materiálů je k vytvoření samovolné pasivity zapotřebí silná oxidační síla prostředí; proto, aby byly kovové materiály prakticky použitelné, musí vykazovat značnou úroveň pasivity v daném prostředí.

Pasivní stabilní povrchový film působí jako bariéra pro přenos kationtů z kovu do prostředí a pro protidifúzi kyslíku a dalších aniontů. Vzduchem vytvořený film musí být v daném prostředí stabilní bez poškození podkladového povrchu slitiny. Chemicky homogenní jednofázové amorfní slitiny bez krystalických vad, jako jsou precipitáty, segregáty, hranice zrn a dislokace, často vytvářejí příznivé prostředí pro tvorbu rovnoměrného pasivního filmu bez slabých míst .

Hliník tvoří ochranný oxidový film v rozmezí pH 4,0-8,5, což však závisí na teplotě, formě přítomného oxidu a přítomnosti látek, které s hliníkem tvoří rozpustné komplexy nebo nerozpustné soli. Z toho vyplývá, že oxidový film je rozpustný při hodnotách pH nižších než 4,0 a vyšších než 8,5. Sziklarska a Smialowska však uvedly, že potenciál důlkové destrukce hliníku v roztocích chloridů je v rozmezí 4-9 relativně nezávislý na pH. To dále rozvinul Godard, když prokázal, že odchylka od neutrality, PH 7, na kyselé i zásadité straně zvyšuje pitting v neutrálních sladkých vodách.

Korozní chování hliníkových slitin je významně ovlivněno přítomností částic v matrici . Částice obsahující Cu a Mg mají tendenci být anodické vzhledem k matrici slitiny, zatímco částice obsahující Fe a Mn se chovají katodicky vzhledem k matrici . Předchozí práce ukazují, že částice Mg2Si mají tendenci být anodické vzhledem k matrici a mohou působit jako iniciační místa koroze. Nejčastěji se fáze Mg2Si rozpouští a zanechává za sebou dutinu, která působí jako zárodečné místo pro pitting . Tato pozorování byla provedena při výzkumech, které byly prováděny na komerčních hliníkových slitinách s nízkým molárním poměrem Si/Mg .

Rezová koroze je vysoce lokalizovaná forma koroze, která vzniká pronikáním vody do těsně přiléhajících povrchů. Přítomnost agresivních iontů, jako jsou chloridy, často vytváří rozsáhlé lokalizované napadení . Chloridové ionty jsou vtahovány do štěrbiny, protože dochází k rozpouštění kovu a podmínky uvnitř štěrbiny se stávají kyselými. Kovy, jako je hliník, jejichž odolnost proti korozi závisí na oxidových vrstvách nebo pasivních vrstvách, jsou obzvláště náchylné ke korozi ve štěrbinách. Napadení tímto jevem se může zhoršit v kombinaci s přítomností krystalických vad, jako jsou precipitáty Mg2Si. Existuje možnost drastického snížení náchylnosti slitiny ke korozi, pokud se její mikrostruktura před použitím upraví vhodným tepelným zpracováním. V této studii byla zkoumána chemická odezva tepelně upravené slitiny hliníku a hořčíku v chloridovém a kyselém prostředí.

2. Experimentální postup

2.1. Korozní reakce slitiny hliníku a hořčíku v kyselém prostředí. Materiály

Ingoty slitiny hliníku 6063 a hořčíku použité pro tuto studii byly získány od Nigerian Aluminum Extrusion Company (NIGALEX). Bylo vyrobeno šest různých složení slitiny Al-Mg s chemickým složením uvedeným v tabulce 1. Obsah Mg ve slitině se pohyboval mezi 0,40 a 2,0 %.

.

Č. odlitků % Složení Si/Mg
Fe Si Mn Cu Zn Ti Mg Pb Sn Al poměr
As-.přijaté 0.296 0.446 0.073 0.013 0.016 0.020 0.34 0.007 0.009 98.78 1.312
Slitina 1 0,269 0,584 0,024 0,096 0,021 0.013 0,42 0,009 0,004 98,56 1,390
Slitina 2 0.276 0.572 0.023 0.071 0.018 0.012 0.91 0.008 0.005 98,56 0,629
Slitina 3 0,219 0,403 0,021 0.002 0.003 0.014 1.23 0.001 0.007 98.10 0.328
Slitina 4 0,253 0,530 0,088 0,012 0,017 0,015 1.52 0,006 0,005 97,59 0,349
Slitina 5 0,414 0.599 0.025 0.019 0.015 0.013 1.81 0.005 0.004 97.10 0,331
Slitina 6 0,319 0,771 0,024 0.037 0.019 0.013 2.02 0.001 0.006 96.79 0.382
Tabulka 1
Chemické složení slitiny Al-Mg.

Ingoty slitiny hliníku a hořčíku byly společně nabity do kelímku, zahřáty do roztaveného stavu a poté nality do kovové formy. Před vyjmutím odlitých vzorků byl ponechán dostatečný čas na jejich ochlazení. Každý odlitý vzorek byl rozdělen na sady A (ai-al) a B (bi-bl), přičemž vzorky sady A byly ponechány bez úpravy, zatímco vzorky sady B byly zpětně ošetřeny a zestárnuty (RRA). Vzorky v roztoku byly tepelně zpracovány při teplotě 475 °C a stárnuty po dobu 24 hodin (stav T6), poté byly vzorky retrográdně zpracovány při teplotě 200 °C, udržovány po dobu čtyřiceti minut a kaleny ve vodě. Vzorky RRA byly poté temperovány při 120 °C po dobu 24 h a ponechány vychladnout na vzduchu.

Z obou sad vzorků A i B byly připraveny standardní elektrochemické korozní kupony (obr. 1) a mikrostrukturní zkušební vzorky. Pro elektrochemické a gravimetrické zkoušky byly použity válcové tyčinky o průměru 10 mm a kruhové vzorky o rozměrech 14 mm.

Obrázek 1

Standardní elektrochemické korozní vzorky.

2.2. Korozní kampaně

Simulace koroze byly provedeny na vzorcích RRA pomocí elektrochemické polarizační a gravimetrické techniky ve třech různých prostředích, a to v soli, chloridu železitém a kyselině. Ponorná zkouška simuluje korozní odolnost slitiny v prostředí chloridů obsahujících 10 % soli ve vodě nasycené kyslíkem při pokojové teplotě. Zkouška chloridem železitým se používá ke studiu reakcí slitiny Al-Mg na štěrbinovou korozi v prostředí sestávajícím z 5,6 ml FeCl3-6H2O, 2 g NaCl a 5 g koncentrované HCl ve 300 ml vody. Test EXCO studuje exfoliační korozi slitiny Al-Mg v náročném průmyslovém nebo mořském prostředí obsahujícím 5 g NaCl, 5 g KNO3 a 9 ml HNO3 ve 300 ml vody. Ke stanovení pH roztoků NaCl, FeCl3 a EXCO byl použit přístroj Jenway 350-pH, jehož hodnoty jsou 6,80, 6,20 a 6,03.

Při gravimetrické korozní zkoušce byly počáteční hmotnosti zkušebních vzorků zaznamenány před ponořením do zkušebního média, zatímco změna hmotnosti byla snímána každý týden pomocí váhy Mettler Toledo po opláchnutí zkušebních kusů ve vodě a vysušení na vzduchu. Elektrochemické korozní uspořádání (obrázek 2 a)) je podobné elektrolytickému procesu, v němž kupón ze slitiny hliníku a hořčíku a měď působí jako anodová, resp. katodová elektroda. Elektrody byly částečně ponořeny do média v oddělených nádobách, protože anodový kupón byl připojen ke kladnému pólu 12 V baterie SMF 5219, zatímco měděná elektroda byla připojena k jejímu zápornému pólu a do obvodu byl začleněn proměnný rezistor YEM 2210 (reostat). Pokles proudu protékajícího systémem byl zaznamenáván v intervalu 20 minut pomocí ampérmetru YEM 2011 (obrázek 2b). Tento elektrochemický korozní proces trval u každého zkoumaného kusu šest hodin.

(a)
(a)
(b)
(b)

. (a)
(a)(b)
(b)

Obrázek 2

Elektrochemické uspořádání. Elektrická měřicí zařízení

2.3. Analýza mikrostruktury

Zkušební vzorky byly připraveny ze vzorků slitin a postupně broušeny smirkem o třídách 40, 32, 10 a 8. Zkoušky byly provedeny v laboratoři. Vybroušené povrchy byly vyleštěny pomocí pasty z oxidu hlinitého, aby se dosáhlo zrcadlového povrchu. Vyleštěné zkušební vzorky byly leptány zředěnou kyselinou chlorovodíkovou po dobu 10 s. Leptané povrchy byly pečlivě omyty a vysušeny. K získání morfologie matrice vzorku byl použit digitální metalurgický mikroskop při zvětšení 1, přičemž fotomikrofotografie vytvořené z těchto zkušebních vzorků jsou uvedeny na obrázcích 6-11.

3. Výsledky a diskuse

3.1. Výsledky a diskuse Měření korozní rychlosti

Korozní náchylnost zkušebních vzorků v různých simulovaných médiích (NaCl, FeCl3 a roztok EXCO) byla vyhodnocena pomocí gravimetrické i elektrochemické polarizační techniky. To bylo provedeno za účelem porovnání, která metoda může rychleji poskytnout informace o rozsahu koroze na jedné straně a spolehlivosti získaných údajů na straně druhé. Gravimetrická technika měření koroze se v podstatě opírala o režim úbytku hmotnosti zkušebních vzorků. Při použití této metody se zjišťovala hmotnost zkušebních vzorků před a na konci doby stanovené pro každou fázi sledování. Před další fází sledování byly zkušební vzorky důkladně omyty vodou, vysušeny na vzduchu a zváženy. Získané údaje o úbytku hmotnosti (příloha A.1) byly použity k výpočtu korozní rychlosti s využitím následujícího vztahu: kde je úbytek hmotnosti (mg), hustota zkušebního vzorku , plocha zkušebního vzorku (cm2) a doba expozice (hod).

Technika elektrochemického hodnocení koroze využívá vlastnosti elektrického odporu zkušební slitiny měřením elektrické polarizace při působení proudu. V této studii byly jako anoda použity standardní zkušební kupony slitiny Al-Mg různého složení, zatímco jako katoda byla použita měď. Sestava byla částečně ponořena do každého média zvlášť a v intervalu 20 minut byl zaznamenán pokles proudu protékajícího systémem. Korozní rychlosti vyhodnocené pomocí (2) byly uvedeny v příloze A.2. kde je úbytek hmotnosti (g), hustota zkušebního vzorku , expoziční plocha zkušebního vzorku (cm2) a proud protékající zkušebním vzorkem (anodovým kupónem).

Analýzy korozního chování zkušebních vzorků pomocí gravimetrické i elektrochemické polarizace ukazují, že vzorky v podobě odlitku vykazovaly po ponoření do roztoku NaCl vyšší korozní náchylnost než vzorky RRA (obr. 3). Tento trend přetrvává až do přibližně 1,7% přídavku Mg v hliníkové slitině. Špičková korozní odezva AS-CASTg: 0,13 mm/rok nastala při 0,4 % a 1,2 % Mg gravimetrickou metodou, zatímco elektrochemická polarizační technika zaznamenala RRAe: (0,12 mm/rok) při 0,91 % a 1,81 % Mg. Na rozdíl od tohoto pozorování nedošlo u vzorku RRA během sledovaného období (42 dní) k žádné výrazné korozi, jak bylo vypočteno pomocí gravimetrické techniky. Prostřednictvím elektrochemické polarizace však zkušební kupony RRA vykazovaly určitou úroveň koroze na úrovni 0,13 mm/rok pro 1,5-2,02 % Mg. Korozní odezvy zkušebních vzorků RRA ve slaném prostředí, které jsou v kontrastu s odlitými vzorky, lze přičíst rozsáhlému vývoji mikrostruktury, k němuž došlo během tepelného zpracování. Zrna jsou odlehčená, zjemněná a homogenizovaná. Při vyšším přídavku hořčíku, 1,2-2,02 %, však odpovídající vysoký objem vysráženého Mg2Si nepříznivě ovlivnil korozní odolnost slitin.

Obrázek 3

Vliv přídavku hořčíku na korozní odolnost slitiny hliníku v roztoku NaCl. Poznámka: Křivky RRAg a AS-CASTg znázorňují korozní odezvy tepelně zpracovaných vzorků Al-Mg slitiny odlévaných v solném prostředí vyhodnocené gravimetrickou technikou, zatímco křivky RRAe a AS-CASTe znázorňují korozní chování tepelně zpracovaných vzorků Al-Mg slitiny a vzorků odlévaných v solném prostředí vyhodnocené elektrochemickou polarizační technikou.

Křivky na obrázku 4 znázorňují korozní chování zkušebních vzorků v prostředí chloridu železitého. Co se týče gravimetrického měření koroze, vykazují vzorky odlité ve stavu as rostoucí korozní náchylnost, AS-CASTg: 0.321-0.772 mm/rok pro přídavek 0,42-1,23 % Mg. Poté korozní rychlost (AS-CASTg) klesla na 0,579 mm/rok pro 1,51 % Mg, zatímco určitý stupeň pasivity se projevil u 1,81 % Mg, které mělo korozní rychlost pouze 0,45 mm/rok.

Obrázek 4

Vliv přídavku hořčíku na korozní odolnost hliníkové slitiny v roztoku FeCl3. Poznámka: Křivky RRAg a AS-CASTg znázorňují korozní reakce tepelně zpracovaných, resp. odlitých vzorků slitiny Al-Mg v roztoku chloridu železitého vyhodnocené gravimetrickou technikou, zatímco křivky RRAe a AS-CASTe znázorňují korozní chování tepelně zpracovaných, resp. odlitých vzorků slitiny Al-Mg v roztoku chloridu železitého vyhodnocené elektrochemickou polarizační technikou.

Dosti sporadický průběh koroze u vzorků odlitých ve stavu po odlití je do značné míry způsoben nehomogenitou jejich mikrostruktury. To potvrzují i výsledky měření RRAg: 0,45 mm/rok maximální rychlost koroze u vzorků RRA, protože jejich mikrostruktura byla zjemněna tepelným zpracováním.

Korozní odezvy as-cast a RRA vzorků v roztoku chloridu železitého pomocí měření elektrochemickou polarizační technikou jsou rovněž uvedeny na obr. 4. Oba zkušební kupony v podobě odlitku a RRA vykazovaly podobný průběh rychlosti koroze. Koroze byla častější u AS-CASTe: 0,151-0,238 mm/rok a RRAe: Při relativně nízkém přídavku hořčíku, 0,42-1,23 %, byla koroze u vzorků as-cast a RRA 0,094-0,131 mm/rok. Při relativně vyšším přídavku hořčíku, 1,51-2,02 %, však korozní rychlosti výrazně poklesly na 0,053-0,056 mm/rok pro zkušební vzorky odlévané jako odlitek a 0,020-0,025 mm/rok pro zkušební vzorky RRA. Vzhledem k tomuto scénáři elektrochemické polarizační korozní měření prokázalo, že existuje silná korelace mezi strukturní integritou slitiny a náchylností ke korozi.

Obrázek 5 znázorňuje reakce zkušebních kupónů na exfoliační korozi v náročných průmyslových a námořních podmínkách (EXCO). Při použití techniky elektrochemické polarizace je korozní chování vzorků odlitých ve stavu as-cast i RRA relativně nízké a nerovnoměrné, AS-CASTe: 0,055-0,113 mm/rok a RRAe:

Obrázek 5

Vliv přídavku hořčíku na korozní odolnost hliníkové slitiny v roztoku EXCO. Poznámka: Křivky RRAg a AS-CASTg znázorňují korozní reakce tepelně zpracovaných, resp. odlitých vzorků slitiny Al-Mg v roztoku EXCO vyhodnocené gravimetrickou technikou, zatímco křivky RRAe a AS-CASTe znázorňují korozní chování tepelně zpracovaných, resp. odlitých vzorků slitiny Al-Mg v roztoku EXCO vyhodnocené elektrochemickou polarizační technikou.

Obrázek 6

Mikrofotografie 0. fáze korozního procesu.42% přídavku Mg pro neošetřené (ai-al) a ošetřené (bi-bl) vzorky.

Obrázek 7

Mikrofotografie vzorků s přídavkem 0.91% přídavku Mg pro neošetřené (ai-al) a ošetřené (bi-bl) vzorky.

Obrázek 8

Mikrofotografie vzorků s přídavkem 1.23% přídavku Mg pro neošetřené (ai-al) a ošetřené (bi-bl) vzorky.

Obrázek 9

Mikrofotografie vzorků 1.51% přídavku Mg pro neošetřené (ai-al) a ošetřené (bi-bl) vzorky.

Obrázek 10

Mikrofotografie vzorků 1.81% přídavku Mg pro neošetřené (ai-al) a ošetřené (bi-bl) vzorky.

Obrázek 11

Mikrofotografie vzorků 2.02% přídavku Mg pro neošetřené (ai-al) a ošetřené (bi-bl) vzorky.

Nehomogenita mikrostruktury musela být příčinou širokého rozmezí korozních rychlostí, které vykazovaly vzorky v odlitku. Vyhodnocení korozních rychlostí na vzorcích odlitých jako odlitek pomocí gravimetrické metody rovněž ukazuje, že koroze je nerovnoměrná a hodnoty jsou poměrně vysoké, AS-CASTg: 0,579 mm/rok a 0,322 mm/rok jsou minimální. Vzorky RRA však vykazovaly relativně rovnoměrné korozní rychlosti, RRAg: Pro různé přídavky hořčíku byly hodnoty koroze 0,257-0,386 mm/rok. To je způsobeno strukturními modifikacemi, ke kterým došlo na základě tepelného zpracování provedeného na slitině.

Mikrostruktura vzorků v odlitku (obr. 6(ai)) ukazuje fáze, které nejsou rovnoměrně rozptýleny v α-hliníkové matrici, zatímco v určité oblasti matrice dochází k silnému shlukování Mg2Si. Jedná se o potenciální polarizační místo pro elektrochemické napadení slitiny. Vzorky RRA však mají krystaly Mg2Si v matrici spravedlivě rozloženy (obr. 6(bi)).

Ponořením těchto vzorků do roztoku NaCl došlo ke značnému úbytku krystalů Mg2Si a dalších intermetalik. Toto pozorování se výrazněji projevilo u vzorků odlitých ve formě (obr. 6(aj), 6(bj)), zatímco slitina RRA vykazovala vyšší odolnost proti korozi v roztoku NaCl než v roztoku FeCl3 (obr. 6(bj), 6(bk)). V roztoku EXCO bylo shlukové uspořádání krystalů Mg2Si zachováno u obou vzorků slitin (obr. 6(al), 6(bl)), ale úbytek ostatních intermetalických prvků byl u vzorků v odlitku větší než u vzorků slitiny RRA. Při přídavku 0,9 % Mg mají oba vzorky slitin poměrně vysoký objemový podíl precipitátů Mg2Si přítomných v matricích (obr. 7(ai), 7(bi)). Při ponoření do roztoku NaCl dochází k silnému napadení matrice ve stavu po odlití s výraznou erozí intermetalických fází, zatímco vzorky RRA vykazují vyšší odolnost vůči napadení (obr. 7(ak), 7(bj).

Jak precipitáty, tak intermetalické fáze však zůstávají stabilní v roztoku FeCl3 (obr. 7(ak), 7(bk)), zatímco u slitiny odlité ve formě v roztoku EXCO byla pozorována eroze hořečnatých silicidů (obr. 7(al), 7(bl)). Jemné krystalky hořečnatých silicidů se objevily při přídavku 1,2 % Mg (obrázky 8(ai), 8(bi)).

Krystaly zůstávají stabilní v matricích obou slitin při ponoření do roztoku NaCl (obrázky 8(aj), 8(bj)). V roztoku FeCl3 však byla pozorována silná eroze intermetalických krystalů, která je výraznější v matrici jako odlitek (obr. 8(ak), 8(bk)), zatímco v roztoku EXCO nebyla reakce obou vzorků zcela zřejmá (obr. 8(al), 8bl)). Na obrázku 9 jsou u vzorků ze slitiny hliníku, které obsahují 1,5 % Mg, ve struktuře indukovány jemné krystaly (obrázky 9(ai), 9(bi)). Intermetalická fáze v matrici slitiny RRA byla v roztoku NaCl silně erodována a krystaly Mg2Si zůstaly neporušené (obr. 9(aj), 9(bj)). V roztoku FeCl3 je však korozní chování vzorků odlitých ve formě slitiny podobné jako u vzorků RRA a fáze Mg2Si vykazuje větší odolnost než ostatní intermetalika (obr. 9(ak), 9(bk)). Na obrázcích 9(al), 9(bl) byla as-cast slitina silně napadena v roztoku EXCO, zatímco značný objem krystalů Mg2Si indukovaných ve vzorcích RRA zůstal zachován.

Na obrázcích 10(ai), 10(bi) byl pozorován vyšší objemový podíl intermetalik v as-cast struktuře, zatímco u vzorků RRA došlo ke shlukování krystalů Mg2Si. Při ponoření do roztoku NaCl as-cast matrice výrazně zkorodovala a zanechala pouze několik stop po intermetalických krystalech. V roztoku FeCl3 došlo u vzorků RRA k vážnějšímu napadení jejich krystalů než u vzorků odlitých jako odlitek, přičemž krystaly Mg2Si byly vyplaveny spolu s ostatními intermetaly.

V roztoku EXCO došlo u vzorků odlitých jako odlitek ke značné korozi, čímž zůstala matrice téměř holá (obr. 10(al)). Matrice slitiny RRA však vykazovala odolnost vůči korozi v roztoku EXCO, ale značné množství krystalů Mg2Si bylo erodováno a v matrici zůstaly důlkovité rysy. (Obrázek 10(bl)).

Obrázek 11 ukazuje nízké objemové podíly krystalů Mg2Si ve vzorcích RRA při 2,0% přídavku Mg (Obrázek 11(bi)). Při ponoření do roztoku NaCl došlo k silné erozi krystalů Mg2Si v matrici ve stavu po odlití, ale ostatní intermetaly byly v tomto prostředí odolné (obr. 11(aj), 11(bj)). V roztoku FeCl3 vykazují intermetalika odolnost vůči napadení jak v matrici jako odlitek, tak v matrici RRA, ale došlo ke ztrátě krystalů -hliníku korozí (obr. 11(ak), 11(bk)). Ponoření vzorků slitin do roztoku EXCO vedlo k silnému napadení krystalů matrice RRA, zatímco intermetalika v podobě odlitku vykazuje v tomto prostředí vyšší odolnost krystalů -hliníku (obr. 11(al), 11(bl)).

4. Závěr

Korozní reakce vzorků slitin v podobě odlitku a RRA se výrazně liší na základě mikrostruktury v nich vyvolané. Vysrážené krystaly Mg2Si jsou anodické vzhledem k matrici slitiny, která se při chemickém napadení snadno rozpouští. K tomuto jevu došlo při relativně vyšším obsahu hořčíku v rozmezí 1,2-2,0 %. V tomto rozmezí je objemový podíl Mg2Si precipitátů v matrici slitiny poměrně značný, čímž se zvýrazňuje náchylnost ke korozi.

Proces tepelného zpracování použitý v této studii slouží k modifikaci mikrostruktury slitiny tak, že je potlačena indukce rozpustných precipitátů ve prospěch silně žáruvzdorných intermetalik. Toto chování bylo pozorováno u vzorků RRA v porovnání se vzorky slitiny v podobě odlitku, čímž byla potvrzena stanovená významná role přítomnosti intermetalik v matrici slitiny s ohledem na zmírnění koroze . Intermetalika jsou komplexní sloučeniny, které se nesnadno rozpouštějí, čímž se stávají katodickými vzhledem k matrici slitiny. Rozsah koroze slitiny proto závisí na tom, která fáze převažuje, zda rozpustné nebo nerozpustné precipitáty. Elektrochemické hodnocení koroze poskytlo ve srovnání s gravimetrickou metodou doplňující výsledek. Ta však často trvá měsíce, než je možné zjistit viditelné korozní napadení, zatímco první metoda trvá jen několik minut. To může být rozhodujícím faktorem pro určení nejlepšího přístupu k hodnocení koroze v případech, kdy je čas omezen.

Přílohy

A. Údaje o gravimetrických a elektrochemických korozních rychlostech zkušebních vzorků v různých prostředích

A.1. Gravimetrické údaje o korozních rychlostech zkušebních vzorků v různých prostředích (doba expozice: 42 dní)

Další podrobnosti viz tabulky 2, 3, 4, 5, 6, 7 a 8.

.

Dny Roztok NaCl FeCl3 RoztokEXCO
As-litý RRA Jako litý RRA Jako litý-cast RRA
0 0 0 0 0 0 0 0
7 0 0 0.385 0 0.381 0.385
14 0 0 0.385 0.193 0.578 0.193
21 0 0 0.385 0.128 0.514 0.257
28 0.096 0 0.289 0.193 0.578 0.385
35 0.077 0 0.308 0.231 0.617 0.385
42 0.128 0.064 0.321 0.193 0.578 0.385
Tabulka 2
Gravimetrická korozní rychlost (mm/rok) pro vzorek s 0,42 % Mg.

Dny Roztok NaCl FeCl3 RoztokEXCO
As-.litý RRA Jako litý RRA Jako litý RRA
0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
1200 0.000 0.000 0.771 0.000 0.000 0.000
2400 0.000 0.000 0.771 0.193 0.193 0.193
3600 0.000 0.000 0.642 0.257 0.128 0.257
4800 0.000 0.000 0.578 0.289 0.193 0.385
6000 0.077 0.000 0.54 0.231 0.231 0.308
7200 0.064 0.000 0.515 0.257 0,322 0,322
Tabulka 3
Gravimetrická korozní rychlost (mm/rok) pro vzorek 0,91 % Mg.

Dny Roztok NaCl FeCl3 RoztokEXCO
As-.litý RRA Jako litý RRA Jako litý RRA
0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
7 0.000 0.000 1.542 0.771 0.000 0.385
14 0.000 0.000 1.156 0.771 0.385 0.385
21 0.128 0.000 1.028 0.514 0.514 0.514
28 0.096 0.000 0.963 0.482 0.482 0.482
35 0.154 0.000 0.848 0.463 0.540 0.463
42 0.129 0.064 0.772 0.450 0.515 0.386
Tabulka 4
Gravimetrická korozní rychlost (mm/rok) pro vzorek s 1,23 % Mg.

Dny Roztok NaCl FeCl3 RoztokEXCO
As-.litý RRA Jako litý RRA Jako litý RRA
0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
7 0.000 0.000 1.156 1.156 0.771 0.000
14 0.000 0.000 0.964 0.578 0.578 0.385
21 0.000 0.000 0.899 0.385 0.642 0.514
28 0.000 0.000 0.771 0.385 0.578 0.482
35 0.077 0.000 0.694 0.385 0.54 0.463
42 0.064 0.000 0.579 0.386 0.579 0.515
Tabulka 5
Gravimetrická korozní rychlost (mm/rok) pro vzorek s 1,51 % Mg.

Dny Roztok NaCl FeCl3 RoztokEXCO
As-.litý RRA Jako litý RRA Jako litý RRA
0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
7 0.000 0.000 0.771 0.771 0.771 0.385
14 0.000 0.000 0.771 0.771 0.771 0.385
21 0.000 0.000 0.642 0.514 0.514 0.385
28 0.000 0.000 0.578 0.578 0.482 0.289
35 0.000 0.000 0.54 0.54 0.463 0.231
42 0.000 0.000 0.45 0.45 0.45 0.257
Tabulka 6
Gravimetrická korozní rychlost (mm/rok) Pro vzorek 1,81 % Mg.

Dny Roztok NaCl FeCl3 RoztokEXCO
As-.litý RRA Jako litý RRA Jako litý RRA
0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
7 0.000 0.000 0.771 0.771 0.385 0.000
14 0.000 0.000 0.385 0.771 0.578 0.193
21 0.000 0.000 0.514 0.514 0.514 0.578
28 0.000 0.000 0.482 0.482 0.482 0.514
35 0.077 0.000 0.463 0.385 0.54 0.308
42 0.064 0.064 0.386 0.386 0.515 0.322
Tabulka 7
Gravimetrická korozní rychlost (mm/rok) pro vzorek 2,02 % Mg.

Dny Roztok NaCl FeCl3 RoztokEXCO
As-.litý RRA As-litý RRA As-cast RRA
0 0 0 0 0 0 0 0
7 0 0 0.771 0.771 0.771 0.384
14 0 0 0.771 0.771 0.771 0.385
21 0.129 0 0.642 0.514 0.642 0.385
28 0.096 0 0.578 0.482 0.674 0.289
35 0.154 0.077 0.54 0.385 0.694 0.308
42 0.193 0.192 0.45 0.386 0.643 0.322
Tabulka 8
Gravimetrická korozní rychlost (mm/rok) pro kontrolní vzorek.

A.2.. Údaje o elektrochemických korozních rychlostech pro zkušební vzorky v různých médiích (doba expozice: 2 hodiny)

Další podrobnosti viz tabulky 9, 10, 11, 12, 13, 14 a 15.

T (sec) roztok NaCl FeCl3 roztokEXCO
As-.litý RRA Jako litý RRA Jako litý RRA
0 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
1200 0.0117 0.0123 0.0425 0.0394 0.0370 0.0238
2400 0.0224 0.0238 0.0850 0.0468 0.0727 0.0460
3600 0.0324 0.0338 0.1254 0.0690 0.1072 0.0666
4800 0.0425 0.0443 0.1643 0.0904 0.1429 0.0871
6000 0.0511 0.0544 0.1982 0.1109 0.1725 0.1089
7200 0.0614 0.0520 0.2378 0.1307 0.2033 0.1282
Tabulka 9
Elektrochemická korozní rychlost Pro vzorek 0,42 % Mg.

T (sec) roztok NaCl FeCl3 roztokEXCO
As-.litý RRA Jako litý RRA Jako litý RRA
0 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
1200 0.0242 0.0061 0.0363 0.0176 0.0308 0.0238
2400 0.0468 0.0117 0.0702 0.0345 0.0605 0.04600
3600 0.0678 0.0167 0.1035 0.0499 0.0877 0.0653
4800 0.0871 0.0214 0.1355 0.0653 0.1129 0.0855
6000 0.1027 0.0252 0.1663 0.0785 0.1360 0.01048
7200 0.1233 0.0296 0,1959 0,0943 0,1601 0,1232
Tabulka 10
Elektrochemická korozní rychlost pro vzorek 0,91 % Mg.

(sec) roztok NaCl FeCl3 roztokEXCO
As-.litý RRA As-litý RRA As-cast RRA
0 0 0 0 0 0 0
1200 0.0115 0.0057 0.0298 0.0234 0.0234 0.0119
2400 0.021 0.0105 0.0565 0.0435 0.0435 0.0222
3600 0.0302 0.0148 0.0816 0.0628 0.0616 0.0308
4800 0.0386 0.0185 0.1068 0.0805 0.0805 0.0394
6000 0.0750 0.0216 0.1283 0.0985 0.0965 0.0482
7200 0.0530 0.0401 0.1509 0.1158 0.1133 0.0554
Tabulka 11
Elektrochemická korozní rychlost pro vzorek s 1,23 % Mg.

(sec) roztok NaCl FeCl3 roztokEXCO
As-.litý RRA As-litý RRA As-cast RRA
0 0 0 0 0 0 0
1200 0.0056 0.0287 0.0169 0.0055 0.0226 0.0115
2400 0.0103 0.0524 0.0308 0.0099 0.0411 0.021
3600 0.0142 0.0739 0.0425 0.0136 0.0579 0.0283
4800 0.0173 0.0924 0.053 0.0165 0.0707 0.0337
6000 0.0195 0.1103 0.0616 0.018 0.0842 0.04
7200 0.0222 0.1263 0,0702 0,0203 0,0961 0,0456
Tabulka 12
Elektrochemická korozní rychlost pro vzorek 1,51 % Mg.

(sec) roztok NaCl FeCl3 roztokEXCO
As-.litý RRA As-litý RRA As-cast RRA
0 0 0 0 0 0 0
1200 0.0172 0.0282 0.023 0.0056 0.0172 0.0113
2400 0.032 0.0524 0.0411 0.0101 0.0308 0.0201
3600 0.0434 0.0739 0.0579 0.0136 0.0425 0.0277
4800 0.0517 0.0944 0.0723 0.0165 0.053 0.0345
6000 0.0585 0.1129 0.0842 0.0185 0.0631 0.04
7200 0.105 0.1294 0.0961 0.0209 0.0702 0.0444
Tabulka 13
Elektrochemická korozní rychlost pro vzorek s 1,81 % Mg.

T (sec) Roztok NaCl FeCl3 RoztokEXCO
As-litý RRA As-litý RRA As-cast RRA
0 0 0 0 0 0 0
1200 0.0117 0.0242 0.0119 0.0058 0.0117 0.0058
2400 0.0222 0.046 0.0226 0.0107 0.0222 0.0107
3600 0.034 0.0653 0.0314 0.0151 0.032 0.0148
4800 0.0386 0.0838 0.0402 0.0189 0.0419 0.0189
6000 0.0452 0.1027 0.0472 0.0216 0.0493 0.0226
7200 0.0505 0.1183 0,053 0,0246 0,0554 0,0259
Tabulka 14
Elektrochemická korozní rychlost pro vzorek 2,02 % Mg.

T (sec) roztok NaCl FeCl3 roztokEXCO
As-.litý RRA As-litý RRA As-cast RRA
0 0 0 0 0 0 0
1200 0.0119 0.0242 0.0119 0.0111 0.0176 0.0113
2400 0.0226 0.0468 0.023 0.021 0.0333 0.0214
3600 0.0326 0.069 0.0326 0.0302 0.049 0.0308
4800 0.0419 0.0904 0.0427 0.0386 0.0628 0.0402
6000 0.0513 0.1109 0.0523 0.047 0.0785 0.0493
7200 0.0604 0.1331 0.0616 0.0554 0.0924 0,0567
Tabulka 15
Elektrochemická korozní rychlost pro kontrolní vzorek.

.

Napsat komentář