Мікроструктура і корозія в сольовому тумані звареного тертям алюмінієвого сплаву AA2219

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

$^{1}$Відділ машинобудування, ASIST, Парітала, Індія
$^{2}$Відділ машинобудування, JNTUK, Какінада, Індія
$^{3}$Відділ машинобудування, Tagore Engineering College, Ченаі, Індія

Отримано: 24.12.2014. Завантажити: PDF

Алюмінійовий стоп 2219 є найкращим вибором серед дисперсійно-твердних стопів, які розглядаються для виготовлення баків для ракетного палива тривалого зберігання в наземних умовах і баків для кріогенного ракетного палива мобільних пускових установок. У даній роботі платівки алюмінійового стопу АА2219-Т87 товщиною у 8,1 мм були з’єднані способом зварювання тертям з перемішуванням. Зварювання тертям з перемішуванням створює три різних мікроструктурних зони, і ці зони демонструють різні мікроструктурні характеристики. Тому можна очікувати, що різні зони будуть демонструвати різну сприйнятливість до корозії. Корозійні властивості основного металу та зварних швів, одержаних зварюванням тертям з перемішуванням, досліджувалися з використанням випробування в сольовому тумані (ASTM B117) за різних значень pH та часів розпорошення. Оптична мікроскопія та просвітна електронна мікроскопія використовувалися для спостереження корозійного руйнування в різних зонах зварного шва. Було встановлено, що зварні шви демонструють відмінну корозійну стійкість у лужних та нейтральних розчинах, але не в кислих розчинах. Встановлено, що швидкість корозії зменшується з ростом часу витримки при всіх значеннях pH. Швидкість корозії була максимальною в кислому розчині впродовж перших 24 годин тривалости витримки. Корозійне руйнування більше в основному металі, ніж у матеріялі зварного шва за всіх pH і тривалостей розпорошення. Всередині зварного шва зона термічного впливу (ЗТВ) виявилася більш сприйнятливою до корозії порівняно з ядром зварної точки та термомеханічно пошкодженими районами. Результати, одержані за допомогою просвітної електронної мікроскопії, підтвердили, що збільшена швидкість корозії ЗТВ у кислотному розчині обумовлена виділенням частинок другої фази (CuAl$_{2}$) біля меж зерен, що призводить до збіднення міді поблизу меж зерен, роблячи ці райони анодними відносно центру зерна.

Ключові слова: алюмінієвий сплав AA2219-T87, корозія, випробування в сольовому тумані, pH, час розпорошення, оптична мікроскопія, просвічуюча електронна мікроскопія.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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