Korrosionsbeteende hos 5052 och 6061 Aluminiumlegeringar i djuphavsmiljö

Korrosionsbeteende hos 5052 och 6061 Aluminiumlegeringar i djuphavsmiljö

Aluminiumlegering har låg densitet, hög utmattningsmotstånd, hög specifik hållfasthet och specifik styvhet. Det är ett av de icke-järnhaltiga konstruktionsmaterial som används i stor utsträckning inom industrin. Den har god korrosionsbeständighet och används mer och mer inom marinteknik. Omfattande. Ansamlingen av främmande aluminiumlegeringsdata om korrosionsexponering i havet började med exponeringsexperimenten i Panamakanalområdet på 1940-talet.

5052 aluminiumlegering

Från 1962 till 1970, USA. Marinen genomförde storskaliga experiment med verklig havsexponering i Port Wynemee, Kalifornien.

De exponerade materialen omfattar så många som 475 typer av legeringar, inklusive 7 sorters aluminiumlegeringar som t.ex 1100, 2014, 3003, 5052, 5083, 6061 och 7002. Inte bara korrosionsexponeringsexperimenten i grunt hav har genomförts, men även djuphavsförhållandena i intervallet 700-2000m har utförts. Studie av korrosionsprestanda hos följande material.

Kemisk sammansättning av 5052 och 6061 aluminiumlegeringar

Effekt av legeringselement på korrosionsbeständighet hos aluminiumlegering

Legeringselement i aluminiumlegeringar påverkar huvudsakligen deras ljusmotstånd genom att bilda olika inneslutningar och legeringar [M, 11, 14-22].

Den huvudsakliga bildningen av 5052 aluminiumlegering är Al6 (Fe, Mn) intermetallisk förening och P-fas (Mg2Al3). Potentialen för Al6 (Fe, Mn) intermetallisk förening är cirka -700mV (psSCE, samma nedan), vilket är något högre än matrisens potential (-800mV) existerar som katodfas; medan Lu-fasen (Mg2Al3) potentialen är cirka -920mV, vilket är något lägre än matrisens potential, fungerar som anoden 116_181.

Korrosionshastighet på 5052 och 6061 aluminiumlegeringar i djupt hav

För 6061 aluminiumlegering, huvudformationen är föroreningsfasen A1Fe-Si och Mg2Si-fasen. Potentialen för A1Fe-Si-fasen är cirka -200mV, vilket är mycket högre än matrisens potential, och existerar som en katodfas; potentialen för Mg2Si-fasen är cirka -1200mV, långt under substratets potential, fungerar som anoden 119_221.

Både dessa andra faser och aluminiumlegeringsmatrisen utgör ett mikropar. De 5052 och 6061 aluminiumlegeringar har olika mikropareffekter på grund av deras olika mikrostrukturer. Den lågpotentiella Mg2Al3-fasen i 5052 aluminiumlegering är företrädesvis korroderad som anod, och A1- Fe-Mn-fasen har en hög potential i förhållande till substratet, vilket kommer att främja korrosion av det omgivande substratet. Sedan den andra fasen av Mg2Si, som har låg potential i 6061 aluminiumlegering, har en mycket låg potential i förhållande till substratet, den fungerar som en anod och korroderar företrädesvis; Al-Fe^Si-fasen I förhållande till substratpotentialen är mycket hög, som katodfas, det kommer att främja korrosion av det omgivande substratet, och påskynda korrosionen av 6061 aluminiumlegering.

5mm tjocklek 6061 aluminiumlegeringar

Jämfört med 5052 och 6061 aluminiumlegeringar, de två faserna in 6061 aluminiumlegeringar har en större potentialskillnad, och effekten av mikropar är större, som är benägen till gropkorrosion. Efter gropfrätning uppstår korrosion, det kommer att växa snabbt och så småningom orsaka korrosionsperforering. .Potentialskillnaden mellan de två faserna i 5052 aluminiumlegering är mindre än den för 6061 aluminiumlegering, och mikropareffekten är liten, och dess gropfrätningsgrad är något lägre än den för 6061 aluminiumlegering. Förändringar i korrosionsprestanda.

Inverkan av djuphavsmiljöfaktorer på korrosion av aluminiumlegeringar

Tändningen av aluminiumlegeringar kan delas upp i två steg, som är, gropkärnbildningsstadiet och gropväxtstadiet. Det finns tre huvudteorier om orsakerna till att passiveringsfilmen brister och den metastabila gropkärnningen, nämligen, jonpenetrationsmekanismen, Passiveringsfilmbrottmekanism och adsorptionsmekanism Bland dem, kloridjonens penetrationsmekanism beaktas: när aggressiva anjoner (som C1″) adsorberas på passiveringsfilmen, kloridjonradien är liten och lätt att passera genom passiveringsfilmen. Starka induktionsjoner Ledande, så en hög strömtäthet kan bibehållas vid en viss punkt på filmen, och katjonerna befordras att röra sig slumpmässigt. När det elektriska fältet vid filmlösningens gränssnitt når ett visst kritiskt värde, gropkorrosion uppstår [241. Mekanismen för passiveringsfilmbrott är Macxloiialds punktdefektmodell som utvecklades: Aggressiva anjoner (som Cl_) adsorberas på oxidytan och reagerar med katjoner vid gränsytan mellan jon och lösning, vilket resulterar i bildandet av lediga katjoner i passiveringsfilmen. Dessa lediga katjoner rör sig mot metall/film-gränssnittet Transport, när de lediga katjonerna som når metall/filmgränsytan inte kan förbrukas, de överflödiga katjonvakanserna samlas för att bilda "vakanskluster", som effektivt separerar passiveringsfilmen från metallsubstratet, bildar gropfrätning och adsorptionsteorin kallas gropkorrosion. Förekomsten orsakas av konkurrensadsorption av Cl_ och O126]. När korrosionsgropen har bildats, gropfrätningen utvecklas snabbt. Detta beror på försurnings- och autokatalysprocessen inne i gropen: Staten (potentialen är mer negativ) blir anoden. Ytan på aluminiumlegeringen utanför hålet är fortfarande i ett passiveringstillstånd, och potentialen är mer positiv att bli katoden; därför, en aktivering-passiveringsmikropunktpar-korrosionscell bildas inuti och utanför korrosionshålet; metallen i korrosionshålet Anodreaktionen i porerna kan uttryckas som ansamling av korrosionsprodukter (A1203, SiO2, och en liten mängd Mg3(S04)2(0H)2 och NaCl) vid mynningen av korrosionsgropen, gradvis bildar en blockerad cell, som hindrar bildandet av porerna. Migration av inre och externa joner och diffusion av löst syre. Ett syrekoncentrationsbatteri bildas inuti och utanför hålet; miljön med hög surhet och hög kloridjonkoncentration i hålet främjar ytterligare korrosion av metallen i hålet, bildar således en autokatalytisk process av det blockerade batteriet.

Analys slutsats

• (1) Korrosionshastigheten och maximalt gropdjup för 5052 och 6061 aluminiumlegeringar i en miljö på 1200 m i Sydkinesiska havet är lägre än de i en miljö på 800 m i Sydkinesiska havet. I samma miljö, korrosionshastigheten och maximalt gropdjup för 5052 aluminiumlegering Gropdjupet är mycket lägre än för 6061 aluminiumlegering.
• (2) Den jämförande analysen av experimentella data och relevant litteraturdata visar att med ökningen av vattendjupet, det maximala gropdjupet för 5052 och 6061 aluminiumlegeringar ökar först och minskar sedan, och de maximala gropdjupen visas vid ett vattendjup av cirka 800m.
• (3) Både 5052 och 6061 aluminiumlegeringar hade spaltkorrosion och perforering i nitområdet, och spalten korrosion av 5052 aluminiumlegering var allvarligare, och allvarlig spårkorrosion inträffade i sektionen: 5052 och 6061 aluminiumlegeringar var i huvudsak Gropkorrosion inträffade på ytan, och ljusgropen på ytan av 6061 aluminiumlegeringen var djupare och tätare, och gropbildning och perforering uppstod i den 800 m djupa havsmiljön.
• (4) De vita korrosionsprodukterna på ytan av 5052 och 6061 aluminiumlegeringar är sammansatta av A1203, Si02, och en liten mängd Mg3(S04)2(0H)2 och NaCl.