-5052-및-6061-알루미늄-Alloys-in-Deep-Sea-Environment.pdf의 부식-거동-
심해 환경에서 5052 및 6061 알루미늄 합금의 부식 거동-
알루미늄 합금은 밀도가 낮고 내피로성이 우수하며 비강도가 높고 비강성이 높습니다. 산업계에서 가장 많이 활용되는 비철금속 구조자재 중 하나입니다. 그것은 강한 내식성을 가지며 해양 공학에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 광범위합니다. 외국 알루미늄 합금의 실제 해양 노출 부식 데이터는 1940년대 파나마 운하 지역의 노출 시험 중에 처음 수집되었습니다.
1962년부터 1970년까지 미국 해군은 캘리포니아 포트 와이네미에서 대규모{2}}실제{3}}해상 노출 실험을 수행했습니다.
노출된 재료에는 7가지 유형의 알루미늄 합금(1100, 2014, 3003, 5052, 5083, 6061 및 7002)을 포함하여 최대 475개의 합금이 포함됩니다. 얕은 바다는 물론 700~2000미터 범위의 심해 환경에서 부식 노출 실험이 수행되었습니다. 다음 물질의 부식 성능에 대한 조사.
5052 및 6061 알루미늄 합금의 화학 성분
| 합금 | 시 | 철 | 구리 | 망 | 마그네슘 | Cr | 아연 | 티 | 기타: 각 |
기타: 총 |
알: 최소. |
| 5052 | 0.25 | 0.40 | 0.10 | 0.10 | 2.2~2.8 | 0.15~0.35 | 0.10 | – | 0.05 | 0.15 | 나머지 |
| 6061 | 0.4-0.8 | 2.2-2.8 | 0.15-0.40 | 0.1 | 0.45 | 0.04-0.35 | 0.10 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | 나머지 |
알루미늄합금의 내식성에 대한 합금원소의 영향
알루미늄 합금의 합금 원소는 주로 다양한 개재물과 합금을 형성하여 내식성에 영향을 미칩니다[M, 11, 14-22].
5052 알루미늄 합금의 주요 성분은 Al6(Fe, Mn) 금속간 화합물과 P상(Mg2Al3)입니다. Al6(Fe, Mn) 금속간 화합물의 전위는 약 -700mV(psSCE, 아래 참조)이며 이는 매트릭스의 전위보다 약간 높습니다. 음극상의 전위는 -800mV인 반면, Lu상(Mg2Al₃)은 대략 -920mV의 전위를 가지며, 이는 매트릭스의 전위보다 약간 낮으며 양극(116_181) 역할을 한다.
불순물 상 AlFe-Si 및 Mg₂Si는 6061 알루미늄 합금의 대부분을 구성합니다. A1Fe-Si 상의 전위는 약 -200mV로 매트릭스의 전위보다 훨씬 크며 음극상으로 존재합니다. Mg₂Si상의 전위는 약 -1200mV로 기판의 전위보다 훨씬 낮으며 양극으로 작동합니다[119_221].
두 번째 단계와 알루미늄 합금 매트릭스는 모두 마이크로커플을 형성합니다. 5052 및 6061 알루미늄 합금의 마이크로커플 효과는 서로 다른 미세 구조로 인해 다릅니다.5052 알루미늄 합금의 낮은-전위 Mg²Al₃ 상은 양극으로서 우선적으로 부식되는 반면, Al-Fe-Mn 상은 기판에 비해 전위가 높아 기판 부식을 촉진합니다. 6061 알루미늄 합금에서 Mg2Si의 두 번째 상은 모재에 비해 낮은 전위를 가지며 양극으로 작용하여 우선적으로 부식됩니다. 기판에 비해 전위가 높은 Al-Fe^Si 상은 음극 상으로 작용하여 주변 기판의 부식을 촉진하고 6061 알루미늄 합금의 부식을 가속화합니다.
5052 및 6061 알루미늄 합금과 비교하여 6061 알루미늄 합금의 두 단계는 더 큰 전위차를 가지며 마이크로커플의 영향이 더 강하여 피팅 부식에 더 취약합니다. 공식이 발생한 후 빠르게 확산되어 결국 부식 천공이 발생합니다. 5052 알루미늄 합금은 6061 알루미늄 합금보다 두 상 사이의 전위차가 더 낮고, 마이크로커플 효과가 더 작으며, 피팅 정도도 다소 낮습니다.
알루미늄 합금 부식에 대한 심해 환경 요인의 영향
알루미늄 합금의 점화는 피팅 핵생성과 피팅 전파의 두 단계로 구분할 수 있습니다. 부동태막의 파열과 준안정 피팅 핵형성의 원인에 대해서는 이온 침투 메커니즘, 부동태막 파열 메커니즘, 흡착 과정의 3가지 기본 이론이 있다. 염화물 이온 침투 메커니즘이 고려됩니다. 공격적인 음이온(예: Cl)이 부동태막에 흡착되면 염화물 이온 반경이 적당하고 쉽게 통과합니다. 강력한 유도 이온. 전도성이므로 필름의 특정 지점에서 높은 전류 밀도를 유지할 수 있으며 양이온이 무작위로 이동하도록 권장됩니다. 피팅 부식은 필름 용액 경계면의 전기장이 임계값에 도달할 때 발생합니다[241]. Macxloiiald의 점 결함 모델은 패시베이션 필름이 어떻게 파열되는지 설명하기 위해 개발되었습니다. 공격적인 음이온(예: Cl_)은 산화물 표면에 흡착되고 이온/용액 경계면에서 양이온과 반응하여 패시베이션 필름에 양이온 공극을 형성합니다. 이러한 양이온 공석은 금속-필름 접점 쪽으로 끌립니다. 여분의 양이온 공극이 금속/막 접촉부에 도달하여 먹을 수 없으면 금속 기판에서 부동태화막을 성공적으로 제거하는 "공극 클러스터"를 생성하여 공식을 일으키고 흡착 가설을 공식 부식이라고 합니다.
이는 Cl과 O126의 경쟁적인 흡착으로 인해 발생합니다. 부식 피트가 발생하면 공식 부식이 빠르게 진행됩니다. 이는 구덩이 내의 산성도와 자가촉매 과정 때문입니다. 상태(전위가 더 부정적임)가 양극이 됩니다.
구멍 외부의 알루미늄 합금 표면은 여전히 부동 태화 상태에 있으며 음극이 될 가능성이 더 높습니다. 결과적으로 활성화-부동태화 마이크로{1}}점 쌍 부식 셀이 부식 구멍 내부와 외부에 생성됩니다. 기공에서의 양극반응은 부식구멍 입구 근처에 부식생성물(Al2O₃, SiO2, 미량의 Mg₃(SO₄)2(OH)2, NaCl)이 축적되어 점차적으로 막힌 세포가 생성되어 기공 생성을 방해하는 것으로 설명할 수 있습니다.
내부 및 외부 이온 이동과 용존 산소 확산. 구멍 내부와 외부 모두에서 산소 농축 배터리가 생산됩니다. 구멍의 높은 산성도와 염화물 이온 농도 환경은 금속의 추가적인 부식을 자극하여 막힌 배터리의 자가촉매 과정을 초래합니다.
분석 결론
(1) 남중국해에서 5052 및 6061 알루미늄 합금의 부식률과 최대 공식 깊이는 800m보다 1200m에서 더 낮습니다. 동일한 환경에서 5052 알루미늄 합금의 부식 속도와 최대 피팅 깊이. 피트 깊이는 6061 알루미늄 합금의 피트 깊이보다 훨씬 낮습니다.
(2) 실험 결과와 관련 문헌 데이터를 비교 검토한 결과, 수심이 증가함에 따라 5052 및 6061 알루미늄 합금의 최대 공식 깊이가 먼저 증가한 다음 감소하며 최대 공식 깊이는 약 800m에서 나타납니다.
(3) 5052와 6061 알루미늄합금 모두 리베팅 부위에 틈새부식과 천공이 나타났으며, 5052 알루미늄합금의 틈새부식이 더욱 심각하여 단면. 5052에 심각한 홈부식이 발생하였고, 6061 알루미늄합금은 주로 표면에 피트부식이 발생하였고, 표면에 캔들피트가 발생하였다. 6061 알루미늄 합금은 더 깊고 밀도가 높아 800m 심해 환경에서 패임과 천공이 발생했습니다.
(4) 5052 및 6061 알루미늄 합금 표면의 백색 부식 생성물은 Al₂O₃, SiO2와 미량의 Mg₃(SO₄)₂(OH)₂ 및 NaCl로 구성됩니다.
