تآكل من الألومنيوم والتآكل بين الحبيبية من 6000 سبائك سلسلة

تآكل من الألومنيوم والتآكل بين الحبيبية من 6000 سبائك سلسلة

يتضمن تآكل سبائك الألومنيوم والألومنيوم بشكل رئيسي الحفر, التآكل بين الحبيبية, تصدع الإجهاد, تآكل الطبقات, إلخ. على الرغم من أن الألومنيوم لديه مقاومة تآكل عالية نسبيًا, بغض النظر عن المواد المعدنية, بغض النظر عن مدى ارتفاع مقاومة التآكل, سيؤدي دائمًا إلى فقدان تآكل أكثر أو أقل أثناء الاستخدام. فقدان التآكل السنوي للألمنيوم 0.5% من إنتاج الألمنيوم السنوي. ال 6000 سبيكة السلسلة لديها أكبر ناتج بين سبائك الألومنيوم المشوهة. على الرغم من أن مقاومة التآكل ليست جيدة مثل 1000 سلسلة, 3000 سلسلة, و 5000 سلسلة سبائك الألومنيوم, إنه أكبر بكثير من ذلك 2000 سلسلة و 7000 سلسلة سبائك الألومنيوم. الميل بين الحبيبية من 6000 سبيكة سلسلة كبيرة نسبيا. ال 6000 سلسلة سبائك الألومنيوم يجب تقييم المواد المستخدمة في الهياكل المهمة لحساسية التآكل بين الحبيبية.

وفقا لطريقة التقدير المعتادة, الخسائر الاقتصادية المباشرة الناجمة عن التآكل في الصين كل عام تمثل حوالي 3% من الناتج المحلي الإجمالي (الناتج القومي الإجمالي), والصلب الذي تستهلكه حسابات التآكل حوالي 1/3 من الناتج السنوي, منها عن 1/10 من إجمالي الناتج غير قابل للتدوير. مقاومة التآكل من سبائك الألومنيوم والألومنيوم أعلى بكثير من الصلب, وفقدان التآكل أصغر بكثير من الفولاذ. في 2020, كان إنتاج الألمنيوم الأساسي في الصين 37.3 مليون طن. وفقا لهذا التقدير, كان فقدان التآكل من الألمنيوم حوالي 186,500 طن.

تصنيف تآكل الألمنيوم

من مورفولوجيا التآكل, يمكن تقسيم تآكل الألومنيوم إلى تآكل شامل وتآكل محلي. السابق يسمى أيضا التآكل الموحد, المعروف أيضًا باسم التآكل الشامل, الذي يشير إلى التآكل الموحد وفقدان سطح المادة على اتصال مع البيئة. إن تآكل الألومنيوم في محلول القلوية هو تآكل موحد نموذجي, مثل الغسيل القلوي. نتيجة التآكل هي أن سطح الألمنيوم يصبح أرق عند نفس المعدل تقريبًا ويتم تقليل الوزن. لكن, تجدر الإشارة إلى أن التآكل الموحد المطلق غير موجود, ويختلف تقليل سمكه من مكان إلى آخر. يشير التآكل الموضعي إلى التآكل الذي يقتصر على منطقة معينة أو جزء من الهيكل, ويمكن تقسيمها إلى الفئات التالية:

1. الحفر

يحدث الحفر في منطقة محلية للغاية أو جزء من سطح معدني, تسبب الكهوف أو الحفر التي تتوسع إلى الداخل وحتى تسبب ثقب. إذا كان قطر الحفرة أصغر من عمق الحفرة, يطلق عليه الحفر; إذا كان قطر الحفرة أكبر من عمق الحفرة, يمكن أن يطلق عليه الحفر. في الحقيقة, لا يوجد حدود صارمة بين الحفر والتأليف. يحدث التآكل النموذجي عندما يكون الألومنيوم في محلول مائي يحتوي على كلوريد. بين تآكل الألومنيوم, الحفر هو الأكثر شيوعا, الذي ناتج عن الفرق بين إمكانات منطقة معينة من الألمنيوم وإمكانية المصفوفة, أو بوجود شوائب مع إمكانات مختلفة من إمكانات مصفوفة الألومنيوم.

الحفر

2. التآكل بين الحبيبية

هذا النوع من التآكل هو تآكل انتقائي يحدث عند حدود الحبوب للمعدن أو السبائك عندما لا يتم تآكل الحبوب أو البلورات نفسها بشكل كبير, والتي ستسبب انخفاضًا حادًا في الخواص الميكانيكية للمادة, مما أدى إلى تلف هيكلي أو حوادث. سبب التآكل البيني هو أن حدود الحبوب نشطة للغاية في ظل ظروف معينة, مثل الشوائب في حدود الحبوب, أو زيادة أو انخفاض في عنصر سبيكة معين عند حدود الحبوب, إنه, يجب أن تكون هناك طبقة رقيقة من المساحة على حدود الحبوب التي هي كهربية لبقية الألومنيوم, ويتآكل أولاً. يمكن أن يحدث هذا النوع من التآكل في الألومنيوم عالي النقاء في حمض الهيدروكلوريك وماء درجات الحرارة العالية. لديك, إلى MG-Si, Al-Mg, وسبائك Al-Zn-MG كلها حساسة للتآكل بين الحبيبية.

3. التآكل الجلفاني

التآكل الكلفاني هو أيضًا شكل تآكل مميز للألمنيوم. عندما يكون المعدن الأقل نشاطًا ومعدنًا أكثر نشاطًا مثل الألومنيوم (الأنود) على اتصال في نفس البيئة أو عند توصيل الموصل, يتشكل زوجان كلفانيان ويتدفقون الحاليان, تسبب التآكل الجلفاني. يسمى التآكل الجلفاني أيضًا التآكل المعبئ أو التآكل. الإمكانات الطبيعية للألمنيوم سلبية للغاية. عندما يتصل الألمنيوم المعادن الأخرى, يعمل الألمنيوم دائمًا كأنود, ويسارع التآكل. لا يمكن لجميع سبائك الألومنيوم والألومنيوم تقريبًا تجنب التآكل الجلفاني. كلما زاد الفرق المحتمل بين المعدنيين في الاتصال, كلما كان التآكل الجلفاني أكثر خطورة. تجدر الإشارة إلى أنه في التآكل الكلفاني, عامل المنطقة مهم للغاية, والكاثود الكبير وأنود صغير هما أكثر تركيبة غير مواتية.

4. تآكل شق

عندما تكون المعادن نفسها أو مختلفة على اتصال, أو عندما تكون المعادن على اتصال مع غير المعادن, سيتم تشكيل شق, وسوف يحدث التآكل عند الشق. لا يوجد تآكل خارج الشقوق, الذي يسببه نقص الأكسجين في الشقوق, لأن خلية تركيز تتشكل في هذا الوقت. تتآكل Crevice Corrosion تقريبًا مع نوع السبائك, وحتى السبائك المقاومة للتآكل ستحدث. البيئة الحمضية في الجزء العلوي من الشق هي القوة الدافعة للتآكل, وهو نوع من التآكل تحت الرواسب (حجم). التآكل تحت الهاون على سطح 6063 ملامح الألمنيوم المعمارية من سبائك هي تآكل شائع جدًا تحت الحجم. شفة الاتصال أسطح, أسطح تثبيت الجوز, تداخل الأسطح, مسام اللحام, الطمي, حجم, الشوائب, إلخ. تحت طبقة الصدأ وعلى السطح المعدني لطبقة الرواسب يمكن أن يسبب كل من تآكل الشقوق.

5. تصدع الإجهاد

تكسير التآكل الإجهاد هو تكسير التآكل الناجم عن تعايش الإجهاد الشد ووسائط تآكل محددة. يمكن أن يكون الإجهاد إجهادًا خارجيًا أو متبقيًا داخل المعدن. قد يكون سبب هذا الأخير تشوه أثناء المعالجة والتصنيع, أو عن طريق التغيرات في درجة الحرارة الشديدة أثناء التبريد, أو عن طريق التغيرات في الحجم الناجمة عن التغييرات في الهيكل الداخلي. الإجهاد الناجم عن التثبيت, البلاغ, ملء الصحافة, وتركيب الانكماش هو أيضًا إجهاد متبقي. عندما يصل إجهاد الشد على سطح المعدن إلى قوة العائد RPO.2, سيحدث تكسير التآكل. 2000 سلسلة و 7000 سلسلة سبيكة الألومنيوم من السلسلة سوف تنتج إجهادًا متبقيًا أثناء التبريد, التي يجب القضاء عليها عن طريق الصدمة قبل الشيخوخة لتجنب التشوه أثناء معالجة أجزاء الطائرات أو حتى جلبها إلى الأجزاء.

تصدع الإجهاد

6. تآكل الطبقات

يسمى هذا التآكل أيضًا delamination, تقشير, وتآكل الطبقات, التي يمكن أن تسمى ببساطة التقشير. إنه شكل تآكل خاص 2000 سلسلة, 5000 سلسلة, 6000 سلسلة, و 7000 سبائك سلسلة. إنه أكثر شيوعًا في المواد المقدمة. بمجرد حدوثها, يمكن تقشيرها من الطبقة حسب الطبقة مثل الميكا.

7. التآكل القصوى

هذا نوع من التآكل الذي يمكن أن يتطور بطريقة تشبه الدودة تحت الطلاء الألمنيوم أو غيرها من الطلاء, لكن هذا النوع من التآكل لم يتم العثور عليه تحت أفلام أنود. يحدث بشكل عام تحت طلاء هياكل الألومنيوم الطائرات وأجزاء الألومنيوم المعمارية أو الهيكلية. يرتبط التآكل الموسيقي بتكوين المواد, المعالجة المسبقة والعوامل البيئية. تشير العوامل البيئية إلى درجة الحرارة, رطوبة, الكلوريد, إلخ.

تآكل بين الحبيبية 6000 سبائك سلسلة

من بين سبائك الألمنيوم المشوهة اليوم المستخدمة, الأكثر استخدامًا على نطاق واسع معالجة بالحرارة وتعزيزها 6000 سبائك سلسلة, وهي نوع من سبائك Al-MG-Si و Al-MG-Si-Cu. في 2018, مجموع 706 تم تسجيل السبائك المشتركة وغير المألوفة في جمعية الألمنيوم, شركة., منها 6000 كانت سبائك السلسلة الأكثر عددًا, مع 126, المحاسبة ل 18%. لقد تم استخدامها على نطاق واسع في صناعة البناء, الحقول الهيكلية ومعدات النقل لأن لديها خصائص تشكيل ومعالجة جيدة, قوة معتدلة ومقاومة تآكل ممتازة. لكن, إذا كانت نسبة تكوين السبائك غير مناسبة, أو لا يتم تحديد معلمات معالجة الحرارة بشكل صحيح, أو المعالجة والتكوين غير مناسبة, ثم التآكل البيني (IGC) سوف يحدث في بيئة تحتوي على الكلور.

في معظم الحالات, يحدث التآكل بين الحبيبات في السبائك التي تحتوي على كمية صغيرة من النحاس ونسبة Si/Mg عالية. عادة, المحتوى النحاسي لمعظم السبائك المحتوية على النحاس ليس أكثر من 0.4%. فقط 6013, 6113, 6056, و 6156 لديك محتوى نحاسي مرتفع مثل 1.1%. إضافة النحاس إلى سبائك Al-MG-Si هو تحسين الخواص الميكانيكية للسبائك. لقد وجدت الدراسات أنه عند مراقبة سبائك مع حساسية التآكل بين الخلايا مع المجهر الإلكترون الإلكترون للمسح الضوئي عالي الدقة, غالبًا ما يتم العثور على طبقات الفصل الغني بالنحاس وترسبات مرحلة Q الكاثودية. مرحلة Q عبارة. يترسب على طول حدود الحبوب, مما تسبب في حل الحل الصلب المجاور للخضوع لذوبان الأنوديك لتشكيل منطقة خالية من الترسبات.

تآكل بين الحبيبية 6000 سبائك سلسلة

اختبار حساسية التآكل بين الحبيبية

عند تحديد حساسية التآكل بين الحبيبية لسبائك الألومنيوم, هناك طريقتان اختبار شائعان: الاختبار الميداني واختبار الانغماس المتسارع. في الاختبار المتسارع, من أجل تسريع التآكل, محلول كلوريد البوتاسيوم الذي يحتوي على حمض الهيدروكلوريك (.ISO 11846 الطريقة ب) أو محلول كلوريد البوتاسيوم مع بيروكسيد الهيدروجين (ASTM G110) غالبًا ما يستخدم. بعد الاختبار, تتم ملاحظة المقطع العرضي للعينة معديًا أو يتم قياس فقدان الممتلكات الميكانيكية. تتسق نتائج الاختبار المتسارع ISO11846 مع نتائج اختبار الميدان في الغلاف الجوي البحري. لكن, في الاختبار المتسارع, مادة الألومنيوم الحساسة للتآكل الحساسة لها تآكل شديد (التآكل الموحد بين الخلايا) في جميع حدود الحبوب تقريبًا بالقرب من سطح العينة, في حين أن سطح عينة الاختبار الميداني لا يتآكل إلا في مناطق محدودة (التآكل المحلي). رغم هذا, لا يزال الاختبار المتسارع طريقة قياسية يمكن أن تحدد بدقة ما إذا كانت المادة لها تآكل بين الخلايا.

غالبًا ما تستخدم صناعة السيارات ISO 11846 الطريقة B القياسية لتحديد ما إذا كان 6000 سبيكة الألومنيوم سلسلة تآكل بين الخلايا. عند الاختبار وفقًا لهذا المعيار, أولا انغمر عينة صغيرة (مساحة السطح <20CM2) في محلول كلوريد الصوديوم الحمضي (الرقم الهيدروجيني = 1) في درجة حرارة الغرفة 24 ساعات, ثم إجراء فحص معدني لتحديد نوع التآكل, التآكل أو التآكل بين الحبيبية. لا يزال يتعين تحديد النسبة المئوية للسطح التالف بسبب التآكل والعمق القصوى للتآكل. أظهرت الدراسات الحديثة أن بعض التغييرات الرئيسية في ظروف الاختبار مسموح بها دون تأثير كبير على استنساخ نتائج الاختبار. بخاصة, ينص المعيار على أن نسبة حجم الإلكتروليت إلى مساحة سطح العينة يجب ألا تقل عن 5 مل/سم 2, وإلا فإنه سيكون له تأثير كبير على معدل التآكل بين الحبيبية.

شرط التآكل على سطح العينة هو أنه يجب أن يكون هناك رد فعل كاثود (ترسيخ الهيدروجين وتقليل الأكسجين). تزداد قيمة درجة الحموضة لحل الاختبار مع مرور الوقت, الذي يقلل من تآكل المنحل بالكهرباء.

من بين 8 سلسلة من سبائك الألمنيوم المشوهة, ال 6000 Series Alloy هو نوع من MG-Si (النحاس, الزنك) سبيكة, واحدة من السبائك الأكثر عرضة للتآكل بين الخلايا, إنه, هذه السلسلة من السبائك لديها حساسية قوية إلى حد ما للتآكل بين الحبيبية.

من أجل اختبار ميل التآكل بين الحبيبية 6000 سبائك سلسلة, واحدة من أكثر الطرق فعالية هي أداء الحفر القلوي ثم إزالة التلوث بعد ISO 11846 اختبار قياسي, ويستخدم علاج إزالة التلوث محلول حمض النيتريك المركّز. لكن, الحفر لمدة 2 دقيقة إلى 5 دقائق في محلول هيدروكسيد الصوديوم مع درجة حرارة 50 ℃ -60 ℃ وتركيز من (5-10) سيؤثر WT ٪ على نتائج الاختبار.

بديل فعال للحفر القلوي هو استخدام محلول حمض النيتريك/حمض الهيدروفلوريك, والتي يمكن أن تزيل بشكل فعال الألومنيوم من الجزيئات الأولية الغنية بالحديد على السطح. من المعروف أن جزيئات الألومنيوم يمكنها تسريع تآكل سبائك الألومنيوم في حلول كلوريد لأنها كاثودات مجهرية محلية وهذه الجسيمات هي أيضًا مصدر للتآكل بين الحبيبية (IGC). بالمقارنة مع التآكل في حلول القلوية, تتآكل السبائك ببطء أكثر في حلول حمض النيتريك/فلوريد.

6000 سبيكة السلسلة ليست فقط الأكثر استخدامًا, أكبر حجم, الأكثر تنوعا (ماركة) سبيكة الألمنيوم المشوهة, ولكن أيضا واحدة من أكثر التآكل حساسية للتآكل بين الحبيبية. لكن, طالما مواصفات العملية, خاصة عملية معالجة الحرارة, يتم اتباعها بدقة في الإنتاج, تم تصميم الهيكل بشكل معقول, والإنتاج ممتاز, يمكن تجنب هذا التآكل بالكامل. حساسية التآكل بين الحبيبية 6000 ترتبط هياكل وأجزاء من سبائك السلسلة ارتباطًا وثيقًا ببيئة عملهم, لذلك يجب إيلاء الاهتمام الكامل عند تصميم الهيكل.