بررسی رفتار خوردگی حفره‌ای کامپوزیت Al-nano ZrO2 تولید شده به روش اتصال نورد تجمعی

محورهای موضوعی : خوردگی و حفاظت مواد

سینا متین ¹ (دانشگاه شیراز)
محمود پاکشیر ² (دانشگاه شیراز)

تاریخ دریافت : 1394/10/16 تاریخ پذیرش : 1395/06/23 تاریخ انتشار : 1395/06/01

کلید واژه: نانوکامپوزیت, اتصال‌نوردتجمعی, پلاریزاسیون‌ سیکلی,

چکیده مقاله :

در این تحقیق به بررسی رفتار خوردگی حفره‌ای نانو کامپوزیت Al-nano ZrO2 تولید شده به روش اتصال نورد تجمعی (ARB) پرداخته شده است. ورق های آلیاژ آلومینیوم با ابعاد mm 1×40×250 آنیل شده در دمای k 623 و فشار اتمسفر محیط،و پودر ZrO2 با اندازۀ میانگینnm 40 به عنوان مادۀ اولیه استفاده گردیدند.کامپوزیت Al- nano ZrO2 طی 5 سیکل ساخته شده است. به منظور انجام آزمون های الکتروشیمیایی، نمونه های مستطیلی با ابعاد mm1×10×10 بریده شده، به سیم مسی متصل و سپس مانت سرد گردیدند.پتانسیل مدار باز (OCP) نمونه ها پس از 24 ساعت غوطه وری در آب دریای مصنوعی (3.5 %wt NaCl) اندازه گیری شد و سپس تست های پلاریزاسیون سیکلی در رنج پتانسیل 25/0- تا 1 ولت نسبت به OCP و با سرعت روبش mv/s 1 انجام گردید.نتایج آزمون پلاریزاسیون سیکلی حاکی از کاهش مقدار Eb نمونه نانو کامپوزیتی با افزایش تعداد سیکل های نورد می باشد. همچنین با افزایش تعداد پاس نورد مقادیر Eb-Erp کاهش می‌یابد که نشان می دهد لایه پسیو مجدد، راحت تر تشکیل گردیده است.تصاویر SEM نشان دهنده کاهش اندازه و توزیع یکنواخت حفره‌های ایجاد شده بر روی نمونه ها، با افزایش تعداد پاس های نورد می باشد.

چکیده انگلیسی:

In this study, the pitting corrosion behaviour of Al-Nano ZrO2 Nano composites fabricated by Accumulative Roll bonding (ARB) process was investigated. Strips of 1050-aluminum alloy of length 250 mm, width of 40 mm, and thickness of 1 mm annealed at 623K in ambient atmosphere and analytical grade of ZrO2 powder with an average size of 40nm were used as raw materials. The Al-Nano ZrO2 composite was produced in 5 cycles. For electrochemical measurements, the square specimens of 10mm×10mm×1mm were cut, connected to copper wires and cold mounted. The open circuit potentials (OCP) of the specimens were measured after 24h immersion in the artificial seawater (3.5wt% NaCl), then Cyclic Polarization test were carried out at range of -0.25 / 1 v with respect to OCP and scan rate of 1mV/s. The results of Cyclic Polarization test indicated that when rolling cycles increase, the Eb and Eb-Erp decrease. The repassivation improved by decrease in Eb-Erp. SEM images represent the decrease and uniform distribution of pits on the surface of samples by increasing the rolling cycles.

منابع و مأخذ:

[1]     J. W. Kaczmar, K. Pietrzak & W. Wlosinski, “The production and application of metal matrix composite materials”, J. Mater. Process. Technol, Vol. 106, pp.58-67, 2000.

 

[2]     Y. Saito, N. Tsuji, H. Utsunomiya, T. Sakai & R. G. Hong, “ultra-fine grained bulk aluminium produced by accumulative roll bonding process”, ScriptaMaterialia, Vol. 39, pp. 1221-1227, 1998.

 

[3]     Y. Saito, H. Utsunomiya, N. Tsuji & T. Sakai, “Novel ultra-high straining process for bulk materials development of the accumulative roll bonding (ARB) process”, Acta Mater, Vol. 4, No. 2, pp. 579-583, 1999.

 

[4]     R. Song, D. Ponge, D. Raabe, J. G. Speer & D. K. Matlock, “Overview of processing,Overview of processing, microstructure and mechanical properties of ultrafine grainedbccsteels”, Materials Science and Engineering, Vol. 441A, pp. 1-17, 2006.

 

[5]     M. R. Rezaei, M. R. Toroghinejad & F. Ashrafizadeh, “Effects of ARB and ageing processeson mechanical properties and microstructure of 6061 aluminum alloy”, Journal of MaterialsProcessing Technology, Vol. 211, pp. 1148-1190, 2011.

 

[6]     R. Jamaati, S. Amirkhanlou, M. R. Toroghinejad & B. Niroumand, “Significant improvement of semi-solid microstructure and mechanical properties of A356 alloy byARB process”, Materials Science and Engineering, Vol. 528A, pp. 2495-2501, 2011.

 

[7]     B. L. Li, N. Tsuji & N. Kamikawa, “Microstructure homogeneity in various metallicmaterials heavily deformed by accumulative roll-bonding”, Materials Science andEngineering, Vol. 423A, pp. 331-342, 2006.

 

[8]     B. Beausir, J. Scharnweber, J. Jaschinskib, H. G. Brokmer, C. G. Oertel & W. Skrotzki, “Plastic anisotropy of ultrafine grained aluminium alloys produced by accumulative rollbonding”, Materials Science and Engineering, Vol. 527A, pp. 3271-3278, 2010.

 

[9]     Ch. Kwan, Zh. Wang & S. B. Kang, “Mechanical behavior and microstructural evolutionupon annealing of the accumulative roll-bonding (ARB) processed Al alloy 1100”, Materials Science and Engineering, Vol. 480A, pp. 148-159, 2008.

 

[10] H. Pirgazi, A. Akbarzadeh, R. Petrov, J. Sidor & L. Kestens, “Texture evolution of AA3003 aluminum alloy sheet produced by accumulative roll bonding”, Materials Science andEngineering, Vol. 492A, pp. 110-117, 2008.

 

[11] N. Tsuji, Y. Ito, Y. Saito & Y. Minamino, “Strength and ductility of ultrafine grainedaluminum and iron produced by ARB and annealing”, ScriptaMaterialia, Vol. 47, pp. 893-899, 2002.

 

[12] B. L. Li, N. Tsuji & N. Kamikawa, “Microstructure homogeneity in various metallicmaterials heavily deformed by accumulative roll-bonding”, Materials Science andEngineering, Vol. 423A, pp. 331-342, 2006.

 

[13] S. Dan, M. Ai-bin, J. Jing-hua, L. Pin-hua & Y. Dong-hui, “Corrosion behavior of ultra finegrained industrial pure Al fabricated by ECAP”, Transactions of Nonferrous MetalsSociety of China, Vol. 19, pp. 1065-1070, 2009.

 

[14] M. K. Chung, Y. S. Choi, J. G. Kima, Y. M. Kimb & J. C Lee, “Effect of the number of ECAPpass time on the electrochemical properties of 1050 Al alloys”, Materials Science and Engineering, Vol. 366A, pp. 282-291, 2004.

 

[15] M. FadaeiNaeini, M. H. Shariat & M. Eizadjou, “On the chloride-induced pitting of ultrafine grains 5052 aluminum alloy produced by accumulative roll bonding process”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 509, pp. 4696-4700, 2011.

 

[16] W. Wei, K. X. Wei & Q. B. Du, “Corrosion and tensile behaviors of ultra-fine grained Al-Mn alloy produced by accumulative roll bonding”, Materials Science and Engineering, Vol. 454-455A, pp. 536-541, 2007.

 

[17] E. McCafferty, “Sequence of steps in the pitting of aluminum by chloride ions”, Corrosion Science, Vol. 45, pp. 1421-1438, 2003.

 

[18] E. Darmiani, I. Danaee, M. A. Golozar & M. R. Toroghinejad, “Corrosion investigation of Al-sic nano-composite fabricated by accumulative roll bonding (ARB) process”, Journal of Alloy and Compounds, Vol. 552, pp. 31-39, 2013.

 

[19] Woo-Jin. Lee & Su-Il. Pyun, “Effects of sulphateionadditives on the pitting corrosion of pure aluminum in 0.01 M NaCl solution”, Electrochimica Acta, Vol. 45, pp. 1901-1910, 2000.

 

[20] Annual book of ASTM standard, “standard practice for preparing”, cleaning and evaluation corrosion test specimens. Vol. 03. 02, 2002.

 

[21] Ch. W. Schmidt, C. Knieke, V. Maier, H. Werner Hoppel, W. Peukret & M. Goken, “Accelerated grain refinement during accumulative roll bonding by nano particle reinforcement”, Scripta Materialia, Vol. 64, pp. 245-248, 2011.