Микроструктура и коррозия в солевом тумане сваренного трением алюминиевого сплава AA2219

Г. Сриниваса Рао$^{1}$, В. В. Субба Рао$^{2}$, С. Р. Котесвара Рао$^{3}$

$^{1}$Машиностроительный отдел, ASIST, Паритала, Индия
$^{2}$Машиностроительный отдел, JNTUK, Какинада, Индия
$^{3}$Машиностроительный отдел, Tagore Engineering College, Ченаи, Индия

Получена: 24.12.2014. Скачать: PDF

Алюминиевый сплав 2219 является наилучшим выбором среди дисперсионно-твердеющих сплавов, рассматриваемых для изготовления баков для ракетного топлива длительного хранения в наземных условиях и баков для криогенного ракетного топлива мобильных пусковых установок. В данной работе пластины алюминиевого сплава AA2219-T87 толщиной 8,1 мм были соединены путём сварки трением с перемешиванием. Сварка трением с перемешиванием образует три различные микроструктурные зоны, и эти зоны демонстрируют разные микроструктурные характеристики. Поэтому можно ожидать, что разные зоны будут демонстрировать разную восприимчивость к коррозии. Коррозионные свойства основного металла и сварных швов, полученных сваркой трением с перемешиванием, исследовались с использованием испытания в солевом тумане (ASTM B117) при различных значениях pH и времени распыления. Оптическая микроскопия и просвечивающая электронная микроскопия использовались для наблюдения коррозионного разрушения в различных зонах сварного шва. Было установлено, что сварные швы демонстрируют отличную коррозионную стойкость в щелочных и нейтральных растворах, но не в кислых растворах. Установлено, что скорость коррозии уменьшается с увеличением времени выдержки при всех значениях pH. Скорость коррозии была максимальной в кислом растворе в течение первых 24 часов времени выдержки. Коррозионное разрушение больше в основном металле, чем в материале сварного шва при всех pH и временах распыления. Внутри сварного шва зона термического влияния (ЗТВ) оказалась более восприимчивой к коррозии по сравнению с ядром сварной точки и термомеханически повреждёнными районами. Результаты, полученные с помощью просвечивающей электронной микроскопии, подтвердили, что возросшая скорость коррозии ЗТВ в кислотном растворе обусловлена выделением частиц второй фазы (CuAl$_{2}$) у границ зёрен, что приводит к обеднению меди вблизи границ зёрен, делая эти районы анодными относительно центра зерна.

Ключевые слова: алюминиевый сплав AA2219-T87, коррозия, испытания в солевом тумане, pH, время распыления, оптическая микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i04/0539.html

PACS: 06.60.Vz, 68.37.Lp, 81.20.Vj, 81.40.Pq, 81.65.Kn, 81.65.Rv, 82.45.Bb


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. W. M. Thomas, E. D. Nicholas, M. G. Murch, P. Tempelsmith, and C. J. Dawes, GB Patent Application No. 9125978.8 (December 1991) (TWI Bull.: 1995), p. 124.
  2. K. A. A. Hassan, P. B. Prangnell, A. F. Norman, D. A. Price, and S. W. Williams, Sci. Technol. Weld. JOI, 8: 257 (2003). Crossref
  3. J. Q. Su, T. W. Nelson, R. Mishra, and M. Mahoney, Acta Mater., 51: 713 (2003). Crossref
  4. C. G. Rhodes, M. W. Mahoney, W. H. Bingel, R. A. Spurling, and C. C. Bampton, Scr. Mater., 36: 69 (1997). Crossref
  5. K. V. Jata, K. K. Sankaran, and J. J. Ruschau, Metall. Mater. Trans. A, 31A: 2181 (2000). Crossref
  6. G. Liu, L. E. Murr, C. S. Niou, J. C. McClure, and F. R. Vega, Scr. Mater., 37: 355 (1997). Crossref
  7. Y. S. Sato, H. Kokawa, M. Enomoto, S. Jogan, and T. Hashimoto, Metall. Mater. Trans. A, 30A: 3125 (1999). Crossref
  8. Y. S. Sato, H. Kokawa, M. Enomoto, and S. Jogan, Metall. Mater. Trans. A, 30A: 2429 (1999). Crossref
  9. K. V. Jata and S. L. Semiatin, Scr. Mater., 43: 743 (2000). Crossref
  10. S. Benavides, Y. Li, L. E. Murr, D. Brown, and J. C. McClure, Scr. Mater., 41: 809 (1999). Crossref
  11. M. W. Mahoney, C. G. Rhodes, J. G. Flintoff, R. A. Spurling, and W. H. Bingel, Metall. Mater. Trans. A, 29A: 1955 (1998). Crossref
  12. M. Peel, A. Steuwer, M. Preuss, and P. J. Withers, Acta Mater., 51: 4791 (2003). Crossref
  13. A. P. Reynolds, W. D. Lockwood, and T. U. Seidel, Mater. Sci. Forum, 331–337: 1719 (2000). Crossref
  14. H. J. Liu, H. Fujii, M. Maeda, and K. Nogi, J. Mater. Process. Technol., 142: 692 (2003). Crossref
  15. B. Yang, J. Yan, M. A. Sutton, and A. P. Reynolds, Mater. Sci. Eng. A, 364: 55 (2004). Crossref
  16. K. A. A. Hassan, A. F. Norman, and P. B. Prangnell, Mater. Sci. Forum, 396–402: 1549 (2002). Crossref
  17. K. A. A. Hassan, A. F. Norman, and P. B. Prangnell, 3d International Symposium on Friction Stir Welding (September 27–28, 2001, Kobe, Japan).
  18. K. V. Jata, Mater. Sci. Forum, 331–337: 1701 (2000).
  19. K. A. A. Hassan, A. F. Norman, D. A. Price, and P. B. Prangnell, Acta Mater., 51: 1923 (2003). Crossref
  20. J. D. Robson, A. Sullivan, H. R. Shercliff, and G. McShane, 5th International Friction Stir Welding Symposium (September 14–16, 2004, Metz, France).
  21. J. B. Lumsden, M. W. Mahoney, G. Pollock, and C. G. Rhodes, Corrosion, 55, No. 12: 1127 (1999). Crossref
  22. Y. Li, L. E. Murr, and J. C. McClure, Mater. Sci. Eng. A, 271: 213 (1999). Crossref
  23. F. Hannour, A. Davenport, and M. Strangwood, 2nd International Symposium on Friction Stir Welding (June 26–28, 2000, Gothenburg, Sweden).
  24. R. Ambat, M. Jariyaboon, A. J. Davenport, S. W. Williams, D. Price, and A. Wescott, 15th International Corrosion Congress (September 22–29, 2002, Granada, Spain).
  25. J. B. Lumsden, M. W. Mahoney, C. G. Rhodes, and G. A. Pollock, Corrosion, 59: 212 (2003). Crossref
  26. J. B. Lumsden, M. W. Mahoney, G. Pollock, and C. G. Rhodes, Corrosion, 55: 1127 (1999). Crossref
  27. C. S. Paglia, M. C. Carroll, B. C. Pitts, A. P. Reynolds, and R. G. Buchheit, Mater. Sci. Forum, 396–402: 1677 (2002). Crossref
  28. W. Hu and E. I. Meletis, Mater. Sci. Forum, 331–337: 1683 (2000). Crossref
  29. G. S. Frankel and Z. Xia, Corrosion, 55: 139 (1999). Crossref
  30. J. Corral, E. A. Trillo, Y. Li, and L. E. Murr, J. Mater. Sci. Lett., 19: 2117 (2000). Crossref
  31. F. Zucchi, G. Trabanelli, and V. Grassi, Mater. Corros., 52: 853 (2001).
  32. G. Biallas, R. Braun, C. D. Donne, G. Staniek, and W. A. Kaysser, 1st International Symposium on Friction Stir Welding (June 14–16, 1999, Thousand Oaks, CA, USA).
  33. A. Squillace, A. D. Fenzo, G. Giorleo, and F. Bellucci, J. Mater. Process. Technol., 152: 97 (2004). Crossref
  34. S. Williams, R. Ambat, D. Price, M. Jariyaboon, A. Davenport, and A. Wescott, Mater. Sci. Forum, 426–432: 2855 (2003). Crossref
  35. B. J. Connolly, A. J. Davenport, M. Jariyaboon, C. Padovani, R. Ambat, S. W. Williams, D. A. Price, A. Wescott, C. J. Goodfellow, and C. M. Lee, 5th International Friction Stir Welding Symposium (September 14–16, 2004, Metz, France).
  36. Standard Practice for Operating Salt Spray Apparatus (ASTM B117, American Society for Testing of Materials: 2003).
  37. C. S. Paglia and R. G. Buchheit, Mater. Sci. Eng. A, 492: 250 (2008). Crossref
  38. K. S. Arora, S. Pandey, M. Schaper, and R. Kumar, J. Mater. Sci. Technol., 26, No. 8: 747 (2010). Crossref
  39. K. A. A.Hassan, P. B. Prangnell, A. F. Norman, D. A. Price, and S. W. Williums, Sci. Technol. Welding and Joining, 8, No. 4: 257 (2003). Crossref
  40. Y. Sato, H. Kokawa, M. Enomoto, and S. Jogan, Metall. Mater. Trans. A, 30: 2429 (1999). Crossref
  41. K. Surekha, B. S. Murty, and K. Prasada Rao, Solid State Sci., 11: 907 (2009). Crossref