Abstract
Machines die zijn ontworpen om in mariene milieus te werken, zijn in het algemeen kwetsbaar voor defecten door corrosie. Het is daarom noodzakelijk dat de corrosiegevoeligheid van dergelijke installaties wordt geëvalueerd met het oog op het vaststellen van mechanismen voor de beperking ervan. In deze studie werd het corrosiegedrag onderzocht van gegoten en retrogressie-reagie (RRA) proefstukken van aluminiumlegeringen met 0.4-2.0 procent magnesiumtoevoeging in NaCl, FeCl3, en EXCO oplossingen. De corrosiesimulatieprocessen omvatten gravimetrische en elektrochemische technieken. De resultaten tonen een aanzienlijke inductie van Mg2Si precipitaten bij een relatief hogere magnesium toevoeging, 1.2-2.0 procent, wat aanleiding geeft tot een verhoogde aantasting. Dit fenomeen wordt toegeschreven aan de aard van de Mg2Si kristallen die anodisch zijn ten opzichte van de legeringsmatrix die gemakkelijk oplost onder aanval van chemische bestanddelen. Vorming van Mg2Si intermetallische zonder overeenkomstige geschikte oxiden zoals SiO2 en MgO, die de precipitaten beschermen tegen galvanische koppeling met de matrix, accentueert de gevoeligheid voor corrosie.
1. Inleiding
Aluminium en zijn legeringen worden wijd gebruikt in de industrie wegens hun licht gewicht, hoge sterkte, en goede corrosieweerstand die toe te schrijven is aan de vorming van een beschermende oxidelaag. Echter, onder zoute omstandigheden zoals die voorkomen in mariene milieus, zijn aluminiumlegeringen kwetsbaar voor plaatselijke degradatie in de vorm van put- en spleetcorrosie. Dit type van corrosie impliceert de adsorptie van een anion in het bijzonder chloride-ion, Cl-, aan de oxide-oplossing interface.
In conventionele metaalhoudende materialen, is de sterke oxiderende macht van het milieu vereist om spontane passiviteit tot stand te brengen; vandaar, om van praktisch gebruik te zijn, moeten de metaalhoudende materialen significant niveau van passiviteit in een bepaald milieu tentoonspreiden.
De passieve stabiele oppervlaktelaag werkt als een barrière voor de overdracht van kationen van het metaal naar de omgeving en voor de tegendiffusie van zuurstof en andere anionen. De aan de lucht gevormde film moet stabiel zijn zonder schade aan het onderliggende legeringsoppervlak in een bepaalde omgeving. Chemisch homogene, éénfase amorfe legeringen vrij van kristallijne defecten zoals precipitaten, segregaten, korrelgrenzen, en dislocaties creëren vaak een gunstig milieu voor de vorming van een uniforme passieve film zonder zwakke punten.
Aluminium vormt een beschermende oxidelaag in het pH-bereik 4.0-8.5, maar dit hangt af van de temperatuur, de vorm van het aanwezige oxide, en de aanwezigheid van stoffen die oplosbare complexen of onoplosbare zouten vormen met aluminium. Dit impliceert dat de oxidelaag oplosbaar is bij pH waarden onder 4,0 en boven 8,5. Sziklarska en Smialowska hebben echter gerapporteerd dat de putpotentiaal van aluminium in chlorideoplossingen relatief onafhankelijk is van pH in het bereik van 4-9. Dit werd verder ontwikkeld door Godard om aan te tonen dat een afwijking van neutraliteit, PH 7, zowel aan de zure als aan de alkalische kant de pitting snelheid verhoogt in neutraal zoet water.
Corrosiegedrag van aluminiumlegeringen wordt aanzienlijk beïnvloed door de aanwezigheid van deeltjes in de matrix . Deeltjes die Cu en Mg bevatten neigen anodisch te zijn ten opzichte van de matrix van de legering, terwijl die welke Fe en Mn bevatten zich op kathodische wijze ten opzichte van de matrix gedragen. Eerdere werken tonen aan dat Mg2Si deeltjes de neiging hebben anodisch te zijn ten opzichte van de matrix en kunnen fungeren als initiatieplaatsen voor corrosie. Meestal lost de Mg2Si fase op en laat een holte achter, die fungeert als een nucleatieplaats voor pitting. Deze waarnemingen werden gedaan tijdens onderzoeken die werden uitgevoerd op commerciële aluminiumlegeringen met lage Si/Mg molaire verhoudingen.
Spleetcorrosie is een sterk gelokaliseerde vorm van corrosie die optreedt door infiltratie van water in nauw aansluitende oppervlakken. De aanwezigheid van agressieve ionen zoals chloride leidt vaak tot uitgebreide gelokaliseerde aantasting. Chloride-ionen worden in de spleet gezogen wanneer metaal oplost en de omstandigheden binnenin de spleet zuur worden. Metalen zoals aluminium die afhankelijk zijn van oxidelagen of passieve lagen voor corrosieweerstand zijn bijzonder gevoelig voor spleetcorrosie. Aantasting door dit fenomeen kan worden verergerd wanneer gecombineerd met de aanwezigheid van kristallijne defecten zoals Mg2Si precipitaten. De mogelijkheid bestaat om de corrosiegevoeligheid van de legering drastisch te verminderen indien de microstructuur wordt gewijzigd door een geschikte warmtebehandeling vóór gebruik. In deze studie werd de chemische reactie van een warmtebehandelde aluminium-magnesiumlegering in chloride en zure media onderzocht.
2. Experimentele Procedure
2.1. Materialen
Ingots van aluminiumlegering 6063 en magnesium die voor deze studie werden gebruikt, werden verkregen van de Nigerian Aluminum Extrusion Company (NIGALEX). Er werden zes verschillende samenstellingen van de Al-Mg legering geproduceerd met chemische samenstellingen zoals weergegeven in tabel 1. Het Mg in de legering werd gevarieerd tussen 0,40 en 2,0 procent.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
De ingots van de aluminium- en magnesiumlegering werden tezamen in een smeltkroes geladen, tot gesmolten toestand verhit en vervolgens in een metalen mal gegoten. Er werd voldoende tijd gegeven voor het afkoelen van de gegoten monsters voordat deze werden verwijderd. Elk gegoten monster werd verdeeld in set A (ai-al) en set B (bi-bl), waarbij set A onbehandeld bleef terwijl set B werd verouderd met retrogressie (RRA). De monsters in oplossing kregen een warmtebehandeling bij 475°C en werden gedurende 24 uur verouderd (T6-toestand), waarna de monsters een retrograad kregen bij 200°C, gedurende veertig minuten werden vastgehouden en in water werden uitgeblust. De RRA-monsters werden vervolgens gedurende 24 uur bij 120°C getemperd en aan de lucht afgekoeld.
Standaard elektrochemische corrosiecoupons (figuur 1) en microstructurele testmonsters werden bereid uit zowel sets A als B monsters. Voor elektrochemische en gravimetrische tests werden respectievelijk cilindrische staven van 10 mm en cirkelvormige proefstukken met afmetingen van 14 mm gebruikt.
Standaard elektrochemische corrosieproefstukken.
2.2. Corrosiecampagnes
De corrosiesimulaties werden uitgevoerd op de RRA-exemplaren met behulp van elektrochemische polarisatie- en gravimetrische technieken in drie verschillende media, namelijk zout, ijzer(III)chloride, en zuur. De dompeltest simuleert de corrosieweerstand van de legering in een chloride-omgeving met 10% zout in water dat verzadigd is met zuurstof bij kamertemperatuur. De ijzerchloride test wordt gebruikt om de reacties van Al-Mg legering op spleetcorrosie te bestuderen in een medium dat bestaat uit 5,6 mL FeCl3-6H2O, 2 g NaCl, en 5 g geconcentreerd HCl in 300 mL water. De EXCO-test bestudeert afschilferingscorrosie van de Al-Mg legering in zware industriële of mariene omgevingen met 5 g NaCl, 5 g KNO3, en 9 mL HNO3 in 300 mL water. Het Jenway 350-pH apparaat werd gebruikt om de pH van NaCl, FeCl3, en EXCO oplossingen te bepalen en de waarden zijn respectievelijk 6.80, 6.20, en 6.03.
In de gravimetrische corrosietest, werden de initiële gewichten van de proefstukken genoteerd vóór onderdompeling in de testmedia terwijl de verandering in gewichten elke week werd genomen met behulp van een Mettler Toledo weegschaal nadat de proefstukken in water waren afgespoeld en aan de lucht gedroogd. De elektrochemische corrosieopstelling (figuur 2(a)) is vergelijkbaar met een elektrolytisch proces waarbij de aluminium-magnesiumlegering coupon en koper fungeren als anode en kathode elektroden, respectievelijk. De elektroden werden gedeeltelijk ondergedompeld in de media in afzonderlijke containers, terwijl de anodecoupon werd verbonden met de positieve pool van een 12 V SMF 5219-batterij, terwijl de koperelektrode werd verbonden met de negatieve pool en een YEM 2210 variabele weerstand (Rheostat) werd opgenomen in het circuit. De daling van de stroom door het systeem werd met een interval van 20 minuten gemeten met behulp van een YEM 2011 ampèremeter (figuur 2(b)). Dit elektrochemische corrosieproces duurde zes uur voor elk onderzocht teststuk.
(a)
(b)
(a)
(b)
Elektrochemische opstelling. Elektrische meetapparatuur
2.3.
Testmonsters werden uit de legeringstalen geprepareerd en achtereenvolgens met amarilkorrels 40, 32, 10 en 8 geslepen. De geslepen oppervlakken werden gepolijst met alumina pasta om een spiegelachtig oppervlak te verkrijgen. De gepolijste proefstukken werden gedurende 10s geëtst met verdund zoutzuur. De geëtste oppervlakken werden zorgvuldig gewassen en gedroogd. Een digitale Metallurgische Microscoop bij vergroting van werd gebruikt om de morfologie van de monstermatrix te verkrijgen, terwijl de fotomicrofoto’s van deze proefstukken worden getoond in Figuren 6-11.
3. Resultaten en Discussie
3.1. Corrosiesnelheidsmetingen
De corrosiegevoeligheid van de proefstukken in de verschillende gesimuleerde media (NaCl, FeCl3, en EXCO-oplossing) werd geëvalueerd door zowel de gravimetrische als de elektrochemische polarisatietechnieken. Dit werd uitgevoerd om te kunnen vergelijken welke methode snel informatie kan verschaffen over de mate van corrosie enerzijds en de betrouwbaarheid van de verkregen gegevens anderzijds. De gravimetrische corrosiemetingstechniek is hoofdzakelijk gebaseerd op het gewichtsverlies van de proefstukken. Bij de toepassing van deze methode werden de gewichten van de proefstukken verkregen vóór en op het einde van de voor elke controlefase vastgestelde tijd. Vóór de volgende fase van de controle werden de proefstukken grondig met water gewassen, aan de lucht gedroogd en gewogen. De verkregen gewichtsverliesgegevens (Bijlage A.1) werden gebruikt om de corrosiesnelheid te berekenen gebruikmakend van de volgende relatie: waar gewichtsverlies (mg), dichtheid van proefstuk, oppervlakte van proefstuk (cm2), en blootstellingstijd (uur) is.
Electrochemische corrosie-evaluatietechniek maakt gebruik van de elektrische weerstandseigenschap van testlegering door de elektrische polarisatie te meten wanneer stroom wordt geïmponeerd. In deze studie werden standaard test coupons van Al-Mg legering van verschillende samenstellingen gebruikt als anode terwijl koper werd gebruikt als kathode. De opstelling werd gedeeltelijk ondergedompeld in elk medium afzonderlijk, en de daling van de stroom die door het systeem vloeide werd geregistreerd met een interval van 20 minuten. De corrosiesnelheden zoals geëvalueerd door (2) werden voorgesteld in Bijlage A.2. waar gewichtsverlies (g), dichtheid van proefstuk, blootgesteld oppervlak van proefstuk (cm2), en stroom die in het proefstuk vloeit (anode coupon) is.
De analyses van corrosiegedrag van proefstukken door zowel gravimetrische als elektrochemische polarisatie tonen aan dat de als-gietstuk gegoten proefstukken hogere corrosiegevoeligheid vertoonden dan RRA proefstukken na onderdompeling in NaCl-oplossing (Figuur 3). Deze trend blijft bestaan tot ongeveer 1,7% Mg toevoeging in de aluminiumlegering. De piek corrosie reactie van AS-CASTg: 0,13 mm/jr trad op bij 0,4% en 1,2% Mg volgens de gravimetrische methode, terwijl de elektrochemische polarisatietechniek RRAe registreerde: 0,12 mm/jr bij respectievelijk 0,91% en 1,81% Mg. In tegenstelling tot deze waarneming vertoonde het RRA-monster geen noemenswaardige corrosie binnen de onderzochte periode (42 dagen) zoals berekend met de gravimetrische techniek. Door elektrochemische polarisatie vertoonden de RRA-testcoupons echter een zekere mate van corrosie bij 0,13 mm/jaar voor 1,5-2,02% Mg. De corrosiereacties van de RRA proefstukken in zout milieu, die contrasteren met die van de gegoten proefstukken, kunnen toegeschreven worden aan de uitgebreide microstructuurevolutie die tijdens de warmtebehandeling heeft plaatsgevonden. De korrels zijn ontlast, verfijnd en gehomogeniseerd. Echter, bij hogere magnesium toevoeging, 1,2-2,02%, heeft het overeenkomstige hoge volume van neergeslagen Mg2Si de corrosieweerstand van de legeringen negatief beïnvloed.
Effect van magnesium toevoeging op de corrosieweerstand van aluminiumlegering in NaCl-oplossing. Opmerking: De RRAg- en AS-CASTg-curven geven de corrosiereacties weer van proefstukken van warmtebehandelde, als gegoten Al-Mg-legering in een zout milieu, zoals beoordeeld met de gravimetrische techniek, terwijl de RRAe- en AS-CASTe-curven het corrosiegedrag weergeven van proefstukken van warmtebehandelde en als gegoten Al-Mg-legering in een zout milieu, zoals beoordeeld met de elektrochemische polarisatietechniek.
De curven in figuur 4 illustreren het corrosiegedrag van proefstukken in een ijzerchloride-omgeving. Met betrekking tot de gravimetrische corrosiemeting, vertonen de gegoten proefstukken een toenemende corrosie neiging, AS-CASTg: 0.321-0.772 mm/jaar voor 0,42-1,23% Mg toevoeging. Daarna daalde de corrosiesnelheid (AS-CASTg) tot 0,579 mm/jr voor 1,51% Mg, terwijl een zekere mate van passiviteit werd getoond bij 1,81% Mg met slechts 0,45 mm/jr corrosiesnelheid.
Effect van magnesiumtoevoeging op de corrosieweerstand van aluminiumlegering in FeCl3-oplossing. Opmerking: RRAg- en AS-CASTg-curven geven de corrosiereacties weer van proefstukken van warmtebehandelde en gegoten Al-Mg-legering in een ijzerchlorideoplossing, zoals beoordeeld met de gravimetrische techniek, terwijl RRAe- en AS-CASTe-curven het corrosiegedrag weergeven van proefstukken van warmtebehandelde en gegoten Al-Mg-legering in een ijzerchlorideoplossing, zoals beoordeeld met de elektrochemische polarisatietechniek.
Het nogal sporadische corrosiepatroon van de gegoten proefstukken is grotendeels te wijten aan hun microstructuurhomogeniteit. Dit wordt bevestigd door de RRAg: 0,45 mm/jr maximale corrosiesnelheid door de RRA proefstukken omdat hun microstructuren door warmtebehandeling zijn verfijnd.
De corrosieresponsen van as-giet en RRA proefstukken in ijzerchloride oplossing met behulp van elektrochemische polarisatie techniek meting worden ook gepresenteerd in figuur 4. Zowel de gegoten als de RRA test coupons toonden gelijkaardig corrosiesnelheidspatroon aan. Corrosie was meer overheersend, AS-CASTe: 0,151-0,238 mm/jaar en RRAe: 0,094-0,131 mm/jaar voor respectievelijk as-cast en RRA proefstukken, bij een relatief lage magnesium toevoeging, 0,42-1,23%. Echter, bij een relatief hogere magnesium toevoeging, 1.51-2.02%, daalde de corrosiesnelheid significant tot 0.053-0.056 mm/jr voor as-giet en 0.020-0.025 mm/jr voor RRA test coupons. Gegeven dit scenario, heeft de elektrochemische polarisatie corrosiemeting bewezen dat er een sterke correlatie is tussen de structurele integriteit van de legering en corrosiegevoeligheid.
Figuur 5 toont de reacties van testcoupons op exfoliatie corrosie onder zware industriële en mariene omstandigheden (EXCO). Met behulp van de elektrochemische polarisatietechniek is het corrosiegedrag van zowel de as-giet als de RRA proefstukken relatief laag en niet uniform, AS-CASTe: 0,055-0,113 mm/jaar en RRAe: 0.023-6-0.055 mm/jr voor de als-gietstuk en RRA proefstukken, respectievelijk.
Effect van magnesium toevoeging op de corrosieweerstand van aluminiumlegering in EXCO oplossing. Opmerking: RRAg- en AS-CASTg-curven geven de corrosiereacties weer van proefstukken van warmtebehandelde en gegoten Al-Mg-legering in een EXCO-oplossing, zoals beoordeeld met de gravimetrische techniek, terwijl RRAe- en AS-CASTe-curven het corrosiegedrag weergeven van proefstukken van warmtebehandelde en gegoten Al-Mg-legering in een EXCO-oplossing, zoals beoordeeld met de elektrochemische polarisatietechniek.
Microfoto’s van 0.42% Mg toevoeging voor onbehandelde (ai-al) en behandelde (bi-bl) specimens.
Micrografen van 0.91% Mg toevoeging voor onbehandelde (ai-al) en behandelde (bi-bl) specimens.
Micrografieken van 1..23% Mg toevoeging voor onbehandelde (ai-al) en behandelde (bi-bl) specimens.
Micrografen van 1.51% Mg toevoeging voor onbehandelde (ai-al) en behandelde (bi-bl) specimens.
Micrografen van 1..81% Mg toevoeging voor onbehandelde (ai-al) en behandelde (bi-bl) specimens.
Micrografen van 2.02% Mg toevoeging voor onbehandelde (ai-al) en behandelde (bi-bl) proefstukken.
De inhomogeniteit van de microstructuur moet verantwoordelijk zijn geweest voor de grote spreiding in corrosiesnelheden die de als-gietstuk gegoten proefstukken vertoonden. Evaluatie van de corrosiesnelheden op de als-gietstuk gegoten proefstukken door gravimetrische methode toont ook aan dat de corrosie niet-uniform is en de waarden zijn vrij hoog, AS-CASTg: 0,579 mm/jaar en 0,322 mm/jaar als minimum. De RRA proefstukken daarentegen vertoonden relatief uniforme corrosiesnelheden, RRAg: 0.257-0.386 mm/jr voor de verschillende magnesium toevoegingen. Dit is te wijten aan structurele wijzigingen die optraden ten gevolge van de warmtebehandeling die op de legering werd uitgevoerd.
De microstructuur van de gegoten proefstukken (figuur 6(ai)) toont fasen die niet gelijkmatig zijn verdeeld in de α-aluminium matrix, terwijl er een sterke clustering van Mg2Si in bepaalde delen van de matrix is. Dit is een potentiële polarisatieplaats voor elektrochemische aantasting van de legering. Bij de RRA-exemplaren zijn de Mg2Si-kristallen echter redelijk verdeeld binnen de matrix (figuur 6(bi)).
Dompeling van deze preparaten in NaCl-oplossing gaf aanleiding tot een aanzienlijke depletie van kristallen van Mg2Si en andere intermetallische kristallen. Deze waarneming was meer uitgesproken in de gegoten proefstukken (figuren 6(aj), 6(bj)), terwijl de RRA-legering een hogere weerstand tegen corrosie vertoonde in NaCl-oplossing dan in FeCl3 (figuren 6(bj), 6(bk)). In EXCO-oplossing bleef de groepering van Mg2Si-kristallen in beide legeringsmonsters behouden (Figuren 6(al), 6(bl)), maar de depletie van andere intermetallische deeltjes in de als-gietvorm gegoten monsters was groter dan die van de RRA-legeringmonsters. Bij toevoeging van 0,9% Mg, hebben beide legeringsmonsters een vrij hoge volumefractie van Mg2Si precipitaten aanwezig in de matrices (Figuren 7(ai), 7(bi)). Bij onderdompeling in een NaCl-oplossing wordt de gegoten matrix sterk aangetast met aanzienlijke erosie van de intermetallische fasen, terwijl de RRA-specimens een superieure weerstand tegen aantasting vertonen (Figuren 7(ak), 7(bj)).
Zowel de precipitaten als de intermetallische fasen blijven echter stabiel in FeCl3-oplossing (Figuren 7(ak), 7(bk)), terwijl erosie van magnesiumsiliciden werd waargenomen bij de gegoten legering in EXCO-oplossing (Figuren 7(al), 7(bl)). Fijne kristallen van magnesiumsiliciden verschenen bij toevoeging van 1,2% Mg (figuren 8(ai), 8(bi)).
De kristallen blijven stabiel in de matrices van beide legeringen wanneer ze in NaCl-oplossing worden gedompeld (Figuren 8(aj), 8(bj)). In FeCl3 oplossing, echter, werd ernstige erosie van de intermetallische kristallen waargenomen, die meer uitgesproken is in de gietmatrix (Figuren 8(ak), 8(bk)), terwijl de reactie van beide specimens niet helemaal duidelijk was in EXCO oplossing (Figuren 8(al), 8bl)). In figuur 9 hebben de proefstukken van de aluminiumlegering die 1,5% Mg bevatten fijne kristallen in hun structuur geïnduceerd (figuren 9(ai), 9(bi)). De intermetallische fase in de matrix van de RRA-legering werd in NaCl-oplossing sterk geërodeerd, waardoor de Mg2Si-kristallen intact bleven (Figuren 9(aj), 9(bj)). In FeCl3 is het corrosiegedrag van de gegoten proefstukken echter vergelijkbaar met dat van de RRA-proefstukken, en de Mg2Si-fase vertoont meer weerstand dan andere intermetallische kristallen (Figuren 9(ak), 9(bk)). In Figuren 9(al), 9(bl) werd de as-giet legering sterk aangevallen in EXCO oplossing terwijl een aanzienlijk volume van Mg2Si kristallen in RRA proefstukken werd behouden.
In Figuren 10(ai), 10(bi), werd een hogere volumefractie van intermetallische deeltjes waargenomen in as-giet structuur terwijl clustering van Mg2Si kristallen optrad in RRA proefstukken. Ondergedompeld in een NaCl oplossing, corrodeerde de gegoten matrix aanzienlijk, waarbij slechts een paar sporen van de intermetallische kristallen overbleven. De RRA leed aan ernstige aantasting van zijn kristallen dan de als-gietstuk gegoten proefstukken in FeCl3-oplossing, waarbij de Mg2Si-kristallen samen met andere intermetallische kristallen werden weggespoeld.
In EXCO-oplossing trad aanzienlijke corrosie op in de als-gietstuk gegoten proefstukken, waardoor de matrix bijna kaal werd (afbeelding 10(al)). De matrix van de RRA-legering vertoonde echter weerstand tegen corrosie in EXCO-oplossing, maar een aanzienlijke hoeveelheid Mg2Si-kristallen werd geërodeerd, waardoor putachtige kenmerken in de matrix achterbleven. (Figuur 10(bl)).
Figuur 11 toont lage volume fracties van Mg2Si kristallen in de RRA specimens bij 2,0% Mg toevoeging (Figuur 11(bi)). Sterke erosie van de Mg2Si kristallen trad op in de matrix als-gietvorm bij onderdompeling in NaCl oplossing, maar de andere intermetallische materialen waren resistent in dit medium (Figuren 11(aj), 11(bj)). In FeCl3-oplossing vertoonden de intermetallische legeringen weerstand tegen aantasting in zowel de giet- als de RRA-matrix, maar leden de kristallen van -aluminium aan corrosieverlies (Figuren 11(ak), 11(bk)). Onderdompeling van de legeringsmonsters in EXCO-oplossing resulteerde in ernstige aantasting van de kristallen van RRA-matrix, terwijl de intermetallische materialen in as-gietvorm superieure weerstand vertoonden tegen de kristallen van -aluminium in dit medium (Figuren 11(al), 11(bl)).
4. Conclusie
Corrosie reacties van de as-giet en RRA legeringsmonsters verschillen aanzienlijk op basis van de microstructuur die erin is geïnduceerd. De geprecipiteerde Mg2Si kristallen zijn anodisch ten opzichte van de matrix van de legering, die gemakkelijk oplost bij een chemische aanval. Dit fenomeen trad op bij een relatief hoger magnesiumgehalte in het bereik van 1,2-2,0%. Binnen dit bereik is de volumefractie van Mg2Si precipitaten in de legeringsmatrix tamelijk substantieel, waardoor de gevoeligheid voor corrosie wordt geaccentueerd.
Het warmtebehandelingsproces dat in deze studie wordt toegepast, dient het doel van het wijzigen van de microstructuur van de legering, zodanig dat de inducement van oplosbare precipitaten wordt onderdrukt in voorkeur voor sterk vuurvaste intermetallische deeltjes. Dit gedrag werd waargenomen in de RRA specimens in vergelijking met de als-gietstuk gegoten legering specimens, waardoor de vastgestelde significante rol van de aanwezigheid van intermetallische deeltjes in een legering matrix met betrekking tot corrosie vermindering wordt gevalideerd. Intermetallische deeltjes zijn complexe verbindingen die niet gemakkelijk oplossen en daardoor kathodisch worden ten opzichte van de legeringmatrix. Daarom hangt de mate van corrosie van een legering af van welke fase overheerst, hetzij oplosbare of onoplosbare precipitaten. De elektrochemische corrosie-evaluatie leverde een complementair resultaat op in vergelijking met de gravimetrische methode. Bij de gravimetrische methode duurt het echter vaak maanden voordat een zichtbare corrosie kan worden vastgesteld, terwijl dit bij de gravimetrische methode slechts enkele minuten duurt. Dit kan een cruciale factor zijn bij het bepalen van de beste aanpak bij corrosiebeoordeling wanneer tijd een beperkende factor is.
Bijlage
A. Gegevens over gravimetrische en elektrochemische corrosiesnelheden voor proefstukken in diverse omgevingen
A.1. Gravimetric Corrosion Rates Data for Test Specimens in Various Media (Exposure Time: 42 Days)
Voor meer details, zie de tabellen 2, 3, 4, 5, 6, 7, en 8.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A.2. Electrochemical Corrosion Rates Data for Test Specimens in Various Media (Exposure Time: 2 Hours)
Voor meer details, zie de tabellen 9, 10, 11, 12, 13, 14, en 15.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||