Korrosionsverhalten von 5052 und 6061 Aluminiumlegierungen in der Tiefseeumgebung

Korrosionsverhalten von 5052 und 6061 Aluminiumlegierungen in der Tiefseeumgebung

Aluminiumlegierung hat eine geringe Dichte, hohe Ermüdungsfestigkeit, hohe spezifische Festigkeit und spezifische Steifigkeit. Es ist eines der in der Industrie weit verbreiteten Nichteisenmetall-Konstruktionsmaterialien. Es verfügt über eine gute Korrosionsbeständigkeit und wird immer häufiger im Schiffsbau eingesetzt. Umfangreich. Mit den Expositionsexperimenten im Gebiet des Panamakanals in den 1940er Jahren begann die Anhäufung von Korrosionsdaten zu realen Meeresexpositionskorrosionsdaten aus ausländischen Aluminiumlegierungen.

5052 Aluminiumlegierung

Von 1962 zu 1970, die USA. Die Marine führte in Port Wynemee groß angelegte Experimente zur realen Meeresexposition durch, Kalifornien.

Die freigelegten Materialien umfassen bis zu 475 Arten von Legierungen, einschließlich 7 Arten von Aluminiumlegierungen wie z 1100, 2014, 3003, 5052, 5083, 6061 und 7002. Es wurden nicht nur Korrosionsexperimente in flachen Meeren durchgeführt, aber auch die Tiefseebedingungen im Bereich von 700-2000m wurden durchgeführt. Studie zum Korrosionsverhalten der folgenden Materialien.

Chemische Zusammensetzung von 5052 und 6061 Aluminiumlegierungen

Einfluss von Legierungselementen auf die Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumlegierungen

Legierungselemente in Aluminiumlegierungen beeinflussen vor allem deren Kerzenbeständigkeit, indem sie unterschiedliche Einschlüsse und Legierungen bilden [M, 11, 14-22].

Die Hauptformation von 5052 Aluminiumlegierung ist Al6 (Fe, Mn) intermetallische Verbindung und P-Phase (Mg2Al3). Das Potenzial von Al6 (Fe, Mn) Die intermetallische Verbindung beträgt etwa -700 mV (psSCE, das gleiche unten), was etwas höher ist als das der Matrix Das Potenzial (-800mV) liegt als Kathodenphase vor; während der Lu-Phase (Mg2Al3) Das Potenzial beträgt etwa -920 mV, was etwas niedriger ist als das Potenzial der Matrix, fungiert als Anode 116_181.

Korrosionsrate von 5052 Und 6061 Aluminiumlegierungen in der Tiefsee

Für 6061 Aluminiumlegierung, Die Hauptformation ist die Verunreinigungsphase A1Fe-Si und die Mg2Si-Phase. Das Potential der A1Fe-Si-Phase beträgt etwa -200 mV, was viel höher ist als das Potenzial der Matrix, und liegt als Kathodenphase vor; das Potential der Mg2Si-Phase beträgt etwa -1200 mV, weit unter dem Potenzial des Substrats, fungiert als Anode 119_221.

Sowohl diese zweiten Phasen als auch die Aluminiumlegierungsmatrix bilden ein Mikropaar. Das 5052 und 6061 Aluminiumlegierungen haben aufgrund ihrer unterschiedlichen Mikrostrukturen unterschiedliche Mikrokopplungseffekte. Die Mg2Al3-Phase mit niedrigem Potential in der 5052 Als Anode wird bevorzugt eine Aluminiumlegierung korrodiert, und die A1- Die Fe-Mn-Phase weist gegenüber dem Substrat ein hohes Potential auf, Dies fördert die Korrosion des umgebenden Substrats. Seit der zweiten Phase von Mg2Si, das ein geringes Potenzial hat 6061 Aluminiumlegierung, hat im Verhältnis zum Substrat ein sehr geringes Potential, es fungiert als Anode und korrodiert bevorzugt; Die Al-Fe^Si-Phase ist im Verhältnis zum Substratpotential sehr hoch, als Kathodenphase, es fördert die Korrosion des umgebenden Substrats, und beschleunigen die Korrosion von 6061 Aluminiumlegierung.

5Mm Dicke 6061 Aluminiumlegierungen

Gegen 5052 und 6061 Aluminiumlegierungen, die beiden Phasen ein 6061 Aluminiumlegierungen haben eine größere Potentialdifferenz, und die Wirkung von Mikropaaren ist größer, welches anfällig für Lochfraß ist. Nach Lochfraß tritt Korrosion auf, es wächst schnell und führt schließlich zu Korrosionsperforationen. .Der Potentialunterschied zwischen den beiden Phasen im 5052 Aluminiumlegierung ist kleiner als die der 6061 Aluminiumlegierung, und der Mikroelementeffekt ist gering, und sein Lochfraßgrad ist etwas geringer als der des 6061 Aluminiumlegierung. Änderungen im Korrosionsverhalten.

Einfluss von Tiefsee-Umweltfaktoren auf die Korrosion von Aluminiumlegierungen

Die Zündung von Aluminiumlegierungen kann in zwei Stufen unterteilt werden, das ist, das Stadium der Lochfraßkeimbildung und das Stadium des Lochfraßwachstums. Es gibt drei Haupttheorien über die Gründe für das Aufreißen des Passivierungsfilms und die metastabile Lochfraßbildung, nämlich, der Ionenpenetrationsmechanismus, Darunter der Passivierungsfilm-Bruchmechanismus und der Adsorptionsmechanismus, Der Mechanismus der Chloridionenpenetration wird berücksichtigt: wenn aggressive Anionen (wie C1″) werden auf dem Passivierungsfilm adsorbiert, Der Chloridionenradius ist klein und kann leicht durch den Passivierungsfilm gelangen. Starke Induktionsionen leitend, So kann an einem bestimmten Punkt der Folie eine hohe Stromdichte aufrechterhalten werden, und die Kationen werden dazu angeregt, sich zufällig zu bewegen. Wenn das elektrische Feld an der Grenzfläche der Filmlösung einen bestimmten kritischen Wert erreicht, es kommt zu Lochfraß [241. Der Mechanismus des Aufbrechens des Passivierungsfilms ist das von Macxloiiald entwickelte Punktdefektmodell: Aggressive Anionen (wie Cl_) werden auf der Oxidoberfläche adsorbiert und reagieren mit Kationen an der Grenzfläche zwischen Ionen und Lösung, Dies führt zur Bildung von Kationenfehlstellen im Passivierungsfilm. Diese Kationen-Leerstellen bewegen sich in Richtung des Transports an der Grenzfläche Metall/Film, wenn die Kationenlücken, die die Metall/Film-Grenzfläche erreichen, nicht verbraucht werden können, die überschüssigen Kationen-Leerstellen sammeln sich zu „Leerstellen-Clustern“, die den Passivierungsfilm effektiv vom Metallsubstrat trennen, Die Bildung von Lochfraß und die Adsorptionstheorie werden Lochfraßkorrosion genannt. Das Auftreten wird durch die konkurrierende Adsorption von Cl_ und O126 verursacht]. Sobald sich die Korrosionsgrube gebildet hat, die Lochfraßkorrosion entwickelt sich schnell. Dies ist auf den Versauerungs- und Autokatalyseprozess innerhalb der Grube zurückzuführen: Der Staat (Das Potenzial ist negativer) wird zur Anode. Die Oberfläche der Aluminiumlegierung außerhalb des Lochs befindet sich noch in einem Passivierungszustand, und das Potenzial, zur Kathode zu werden, ist positiver; Deshalb, Innerhalb und außerhalb des Korrosionslochs bildet sich eine Aktivierungs-Passivierungs-Mikropunkt-Korrosionszelle; das Metall im Korrosionsloch Die Anodenreaktion in den Poren kann als Ansammlung von Korrosionsprodukten ausgedrückt werden (A1203, SiO2, und eine kleine Menge Mg3(S04)2(0H)2 und NaCl) an der Mündung der Korrosionsgrube, Nach und nach bildet sich eine verstopfte Zelle, was die Bildung der Poren behindert. Die Wanderung interner und externer Ionen und die Diffusion von gelöstem Sauerstoff. Innerhalb und außerhalb des Lochs bildet sich eine Sauerstoffkonzentrationsbatterie; Die Umgebung mit hohem Säuregehalt und hoher Chloridionenkonzentration im Loch fördert die weitere Korrosion des Metalls im Loch, Dadurch entsteht ein autokatalytischer Prozess der blockierten Batterie.

Fazit der Analyse

• (1) Die Korrosionsrate und die maximale Lochfraßtiefe von 5052 und 6061 Aluminiumlegierungen in der Umgebung von 1200 m im Südchinesischen Meer sind niedriger als die in der Umgebung von 800 m im Südchinesischen Meer. In derselben Umgebung, die Korrosionsrate und die maximale Lochfraßtiefe von 5052 Aluminiumlegierung Die Grubentiefe ist viel geringer als die von 6061 Aluminiumlegierung.
• (2) Die vergleichende Analyse der experimentellen Daten und der relevanten Literaturdaten zeigt, dass die Wassertiefe zunimmt, die maximalen Lochfraßtiefen von 5052 und 6061 Aluminiumlegierungen nehmen zunächst zu und dann ab, und die maximalen Lochfraßtiefen treten bei einer Wassertiefe von etwa 800 m auf.
• (3) Beide 5052 und 6061 Aluminiumlegierungen zeigten Spaltkorrosion und Perforation im Nietbereich, und die Spaltkorrosion von 5052 Aluminiumlegierung war schwerwiegender, und in dem Abschnitt trat schwere Rillenkorrosion auf: 5052 und 6061 Bei Aluminiumlegierungen kam es hauptsächlich zu Lochfraß an der Oberfläche, und die Kerzengrube auf der Oberfläche 6061 Die Aluminiumlegierung war tiefer und dichter, und in der 800 m tiefen Meeresumgebung traten Lochfraß und Perforation auf.
• (4) Die weißen Korrosionsprodukte auf der Oberfläche von 5052 und 6061 Aluminiumlegierungen bestehen aus A1203, Si02, und eine kleine Menge Mg3(S04)2(0H)2 und NaCl.