Hành vi ăn mòn của 5052 và 6061 Hợp kim nhôm trong môi trường biển sâu

Hành vi ăn mòn của 5052 và 6061 Hợp kim nhôm trong môi trường biển sâu

Hợp kim nhôm có mật độ thấp, khả năng chống mỏi cao, cường độ riêng cao và độ cứng cụ thể. Nó là một trong những vật liệu kết cấu kim loại màu được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Nó có khả năng chống ăn mòn tốt và ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong kỹ thuật hàng hải. Rộng rãi. Việc tích lũy dữ liệu ăn mòn tiếp xúc với biển thực của hợp kim nhôm nước ngoài bắt đầu bằng các thí nghiệm tiếp xúc ở khu vực Kênh đào Panama vào những năm 1940.

5052 hợp kim nhôm

Từ 1962 ĐẾN 1970, Mỹ. Hải quân đã thực hiện các thí nghiệm tiếp xúc với biển thực trên quy mô lớn ở Port Wynemee, california.

Các vật liệu tiếp xúc bao gồm nhiều như 475 các loại hợp kim, bao gồm 7 các loại hợp kim nhôm như 1100, 2014, 3003, 5052, 5083, 6061 và 7002. Không chỉ các thí nghiệm tiếp xúc với ăn mòn ở vùng biển nông đã được thực hiện, mà còn ở điều kiện biển sâu trong khoảng 700-2000m đã được tiến hành. Nghiên cứu về hiệu suất ăn mòn của các vật liệu sau.

Thành phần hóa học của 5052 và 6061 hợp kim nhôm

Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến khả năng chống ăn mòn của hợp kim nhôm

Các nguyên tố hợp kim trong hợp kim nhôm chủ yếu ảnh hưởng đến khả năng chống nến của chúng bằng cách hình thành các tạp chất và hợp kim khác nhau [m, 11, 14-22].

Sự hình thành chính của 5052 hợp kim nhôm là Al6 (Fe, mn) hợp chất intermetallic và pha P (Mg2Al3). Tiềm năng của Al6 (Fe, mn) hợp chất intermetallic là khoảng -700mV (psSCE, tương tự bên dưới), cao hơn một chút so với ma trận Tiềm năng (-800mV) tồn tại dưới dạng pha cực âm; trong khi giai đoạn Lu (Mg2Al3) tiềm năng là khoảng -920mV, thấp hơn một chút so với tiềm năng của ma trận, đóng vai trò là cực dương 116_181.

Corrosion rate of 5052 và 6061 aluminum alloys in deep sea

Vì 6061 hợp kim nhôm, thành tạo chủ yếu là pha tạp chất A1Fe-Si và pha Mg2Si. Điện thế của pha A1Fe-Si là khoảng -200mV, cao hơn nhiều so với tiềm năng của ma trận, và tồn tại dưới dạng pha cực âm; điện thế của pha Mg2Si vào khoảng -1200mV, thấp hơn nhiều so với tiềm năng của chất nền, hoạt động như cực dương 119_221.

Cả hai giai đoạn thứ hai này và ma trận hợp kim nhôm tạo thành một cặp vi mô. Các 5052 và 6061 hợp kim nhôm có hiệu ứng cặp vi mô khác nhau do cấu trúc vi mô khác nhau của chúng. Pha Mg2Al3 có điện thế thấp trong 5052 hợp kim nhôm được ưu tiên ăn mòn làm cực dương, và A1- Pha Fe-Mn có điện thế cao so với chất nền, sẽ thúc đẩy sự ăn mòn của chất nền xung quanh. Kể từ giai đoạn thứ hai của Mg2Si, có tiềm năng thấp trong 6061 hợp kim nhôm, có điện thế rất thấp so với chất nền, nó hoạt động như một cực dương và bị ăn mòn tốt hơn; pha Al-Fe^Si Liên quan đến tiềm năng chất nền rất cao, như giai đoạn catốt, nó sẽ thúc đẩy sự ăn mòn của chất nền xung quanh, và đẩy nhanh quá trình ăn mòn của 6061 hợp kim nhôm.

5độ dày mm 6061 hợp kim nhôm

So với 5052 và 6061 hợp kim nhôm, hai giai đoạn trong 6061 hợp kim nhôm có sự khác biệt tiềm năng lớn hơn, và tác dụng của cặp vi mô lớn hơn, dễ bị ăn mòn rỗ. Sau khi ăn mòn rỗ xảy ra, nó sẽ phát triển nhanh chóng và cuối cùng gây ra sự ăn mòn thủng. .Hiệu điện thế giữa hai pha trong 5052 hợp kim nhôm nhỏ hơn hợp kim của 6061 hợp kim nhôm, và hiệu ứng cặp vi mô là nhỏ, và mức độ rỗ của nó thấp hơn một chút so với 6061 hợp kim nhôm. Những thay đổi trong hiệu suất ăn mòn.

Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường biển sâu đối với sự ăn mòn của hợp kim nhôm

Sự đánh lửa của hợp kim nhôm có thể được chia thành hai giai đoạn, đó là, giai đoạn tạo mầm rỗ và giai đoạn tăng trưởng rỗ. Có ba lý thuyết chính về lý do phá vỡ màng thụ động và quá trình tạo mầm rỗ siêu bền, cụ thể là, cơ chế thâm nhập ion, Cơ chế phá vỡ màng thụ động và cơ chế hấp phụ Trong số đó, cơ chế thâm nhập ion clorua được xem xét: khi các anion tích cực (chẳng hạn như C1″) được hấp phụ trên màng thụ động, bán kính ion clorua nhỏ và dễ dàng đi qua màng thụ động. Ion cảm ứng mạnh Dẫn điện, vì vậy mật độ dòng điện cao có thể được duy trì tại một điểm nhất định trên phim, và các cation được thúc đẩy để di chuyển ngẫu nhiên. Khi điện trường tại giao diện của dung dịch phim đạt đến một giá trị tới hạn nhất định, ăn mòn rỗ xảy ra [241. Cơ chế đứt màng thụ động là mô hình khuyết điểm của Macxloiild đã được phát triển: Anion tích cực (chẳng hạn như Cl_) được hấp phụ trên bề mặt oxit và phản ứng với các cation ở giao diện ion/dung dịch, dẫn đến sự hình thành các chỗ trống cation trong màng thụ động hóa. Các vị trí trống cation này di chuyển về phía giao diện kim loại/phim Vận chuyển, khi các chỗ trống cation đến giao diện kim loại/phim không thể được tiêu thụ, các vị trí trống cation dư thừa tập hợp lại để tạo thành "cụm chỗ trống", giúp tách màng thụ động ra khỏi đế kim loại một cách hiệu quả, hình thành rỗ khí và lý thuyết hấp phụ được gọi là ăn mòn rỗ. Sự xuất hiện là do sự hấp phụ cạnh tranh của Cl_ và O126]. Một khi hố ăn mòn được hình thành, sự ăn mòn rỗ phát triển nhanh chóng. Điều này là do quá trình axit hóa và tự xúc tác bên trong hố: Nhà nước (tiềm năng là tiêu cực hơn) trở thành cực dương. Bề mặt của hợp kim nhôm bên ngoài lỗ vẫn ở trạng thái thụ động, và tiềm năng là tích cực hơn để trở thành cực âm; Vì vậy, một tế bào ăn mòn cặp vi điểm kích hoạt-thụ động được hình thành bên trong và bên ngoài lỗ ăn mòn; kim loại trong lỗ ăn mòn Phản ứng cực dương trong lỗ có thể được biểu thị bằng sự tích tụ các sản phẩm ăn mòn (A1203, SiO2, và một lượng nhỏ Mg3(S04)2(0h)2 và NaCl) ở miệng hố ăn mòn, dần dần hình thành một tế bào bị chặn, cản trở sự hình thành lỗ chân lông. Sự di chuyển của các ion bên trong và bên ngoài và sự khuếch tán của oxy hòa tan. Một pin nồng độ oxy được hình thành bên trong và bên ngoài lỗ; môi trường có nồng độ axit cao và ion clorua cao trong lỗ thúc đẩy sự ăn mòn hơn nữa của kim loại trong lỗ, do đó hình thành một quá trình tự xúc tác của pin bị chặn.

Kết luận phân tích

• (1) Tốc độ ăn mòn và độ sâu rỗ lớn nhất của 5052 và 6061 hợp kim nhôm ở môi trường 1200m Biển Đông thấp hơn ở môi trường 800m Biển Đông. Trong cùng một môi trường, tốc độ ăn mòn và độ sâu rỗ tối đa của 5052 hợp kim nhôm Độ sâu hố thấp hơn nhiều so với 6061 hợp kim nhôm.
• (2) Phân tích so sánh dữ liệu thực nghiệm và dữ liệu tài liệu liên quan cho thấy rằng với sự gia tăng độ sâu của nước, độ sâu rỗ tối đa của 5052 và 6061 hợp kim nhôm đầu tiên tăng và sau đó giảm, và độ sâu rỗ lớn nhất xuất hiện ở độ sâu nước khoảng 800m.
• (3) Cả hai 5052 và 6061 hợp kim nhôm bị ăn mòn kẽ hở và thủng ở khu vực tán đinh, và sự ăn mòn kẽ hở của 5052 hợp kim nhôm nghiêm trọng hơn, và ăn mòn rãnh nghiêm trọng xảy ra trong phần: 5052 và 6061 hợp kim nhôm nằm trong phần ăn mòn rỗ chính xảy ra trên bề mặt, và hố nến trên bề mặt của 6061 hợp kim nhôm sâu hơn và dày đặc hơn, và xuất hiện hiện tượng rỗ, thủng ở môi trường biển sâu 800m.
• (4) Các sản phẩm ăn mòn trắng trên bề mặt của 5052 và 6061 hợp kim nhôm bao gồm A1203, si02, và một lượng nhỏ Mg3(S04)2(0h)2 và NaCl.