دراسة سلوك التآكل النقري لسبيكة الألمنيوم 1100 في محلول 3% كلوريد الصوديوم: Study of Pitting Corrosion Behavior for Aluminum Alloy 1100 in 3% NaCl Solution

Farouk M. Mahdi; Abdul Mun'em A. Karim; Eman G. Gi'baz

doi:10.24237/djes.2009.01111

Authors

Farouk M. Mahdi College of Engineering / Tikrit University
Abdul Mun'em A. Karim College of Engineering / Diyala University
Eman G. Gi'baz College of Engineering / Tikrit University

Keywords:

تآكل نقري , , محلول 3% NaCl , , سبيكة المنيوم 1100 , Pitting corrosion, , 3% NaCl solution, , 1100 Aluminum alloy

Abstract

أجريت هذه الدراسة على سبيكة الألمنيوم 1100 لمعرفة سلوك التآكل النقري في محلول (NaCl % 3) المتعادل والمشبع بالهواء وأجريت جميع الاختبارات عند درجة حرارة المختبر. وكان هناك أربع مجاميع من العينات:(1) كما تم استلامها (2) أجريت لها عملية تخمير (Annealing) عند درجة(760) مْ (3) وأجريت لها عملية التشكيل بالدرفلة (Rolling) بنسبة (35%) (4) أجريت لها عملية التشكيل بنسبة (%75).حسبت عدد النقر الناتجة من عملية التآكل على سطح كل عينة ولجميع المجاميع الأربعة ثم بعد ذلك تم قياس عمق الحفر و تصوير سطوح العينات وتبين أن عدد النقر يتزايد تدريجياً مع زيادة فترة الغمر بين (5) أيام و (90) ويكاد يكون تدرج الزيادة متناسقاً لجميع الحالات. وأما قبل ذلك فان معدل الزيادة يكون متسرعاً جداً. وهي حالة تشير إلى استمرار عملية تخليق ونشوء نقر جديدة باستمرار مع استمرار نمو النقر الناشئة في مراحل سابقة لها و أن حالة المعدن المخمر والتي تمثل معدناً بنسبة تشكيل مقدارها (0 %) هي أقل الحالات استجابة للتآكل النقري أي أقلها عرضة لهذا النوع من التآكل وتتزايد هذه الاستجابة تصاعدياً، مخمر > كما هي > تشكيل بنسبة (35%) > تشكيل بنسبة (75%). و كذلك لوحظ أن أقصى عمق للنقر يتزايد تدريجياً مع زيادة فترة الغمر لجميع الحالات. و تبين أن العامل الميتالورجي المتمثل بنسبة التشكيل على البارد يعمل بزيادته على زيادة عدد النقر الناشئة، وأقصى عمق للنقر ومعدل نمو النقر باتجاه العمق وإن احتمالية ظهور نقر بعمق معين عند فترة زمنية معينة تزداد بزيادة فترة الغمر لجميع الحالات المدروسة وان احتمالية ظهور النقر قليلة العمق عالية جداً وأن احتمالية ظهور النقر ذات العمق الكبير هي احتمالية قليلة.من خلال دراسة التوزيع الطبيعي للنقر حُسِب عددها وعمقها وتبين ان أعماق النقر المتكونة لاحقاً وبسبب معدل نموها الابتدائي العالي ستقترب من أعماق النقر التي سبقتها في التكوين مما يؤدي إلى تجمعها حول القيمة المتوسطة للعمق وإن نسبة التشكيل البارد وكثافة التنقر هي دالة لفترة الغمر و لحالة النموذج. أما كثافة النقر فإنها بصورة عامة تتزايد بتزايد فترة الغمر.

Pitting corrosion behavior of aluminum alloy 1100 was studied in this investigation in a neutralized and aerated 3% NaCl solution and all experiments were performed at room temperature. There were four groups of specimens to be studied: 1. As received, 2. Annealed at 760^oC, 3. Cold 35% rolling, and 4. 75% rolling.Numbers of pits was countered, and pits depth was measured by used digital photo fixed on a microscope a digital photo were taken.The numbers of pits increase as duration increase within the period of (5-90) days. The graduation of increasing is mostly uniform for all groups' leads to the conclusion that nucleation and initiation of pits are continuing with the continuity of pits growth. Also it was observed that the annealed specimens have the lowest tendency (0%) to corrode by pitting and this tendency increase forwarding as follows:

Annealed < as received < rolling 35 %< rolling 75%.

Also, it was observed that maximum depth of pitting increases gradually with duration for all groups. Also, it was proved that metallurgic factor (cold rolling) increases with increase pits number, maximum pit depth and pit growth towards depth. Probability of pits appear was observed to be increased with duration for all groups and it is high expected for the shallow pits, in contrast for the deep pits. Through the examination of pit's normal distribution due to its number and depth, it was concluded that the recent pits depth and due to their high rate of growth will reach the same depth of the recent one leads to a mean value of depth for all. It was concluded that morphology and concentration of pitting are function of duration and specimen treatment. Pitting concentration increases with duration.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Fontana, M.G. and Green, N. D., “Corrosion Engineering”, 2nd edition. McGraw-Hill (1978).

West, J.M. "Basic Corrosion and Oxidation", John-Wiley and sons, (1980).

George S. Brady et al, “Materials Handbook”, 7th edition, King sport press, MC. Graw Hill, New York, pp. (35-37), (1977).

Alen, Evertt, “Materials”, Bt Bats ford limited London (1978), p. 216.

Uhlig, H. H., “Corrosion and Corrosion Control”, 2nd Ed., John-Wiley and sons, Inc., (1971).

Trethewey, K. R. and Chamberlain, J., "Corrosion for Science and Engineering", 2nd Ed., Longman, (1996).

Einar Mattsson, Br. Corros. J., 13, 5. (1978).

Man, H.C. and Gabe, D. R., "The study of pitting potentials for some austenitic stainless steels using a potentiodynamic technique", Corr. Sci., Vol. 21, pp (713 – 721), (1981).

John, A., "corrosion of stainless steel", New York, John-Wiley and sons (1979).

Klinger, R. And Faller, H. G., Aluminum, 57, E1, (1981).

Kenjiro Goto, Yoshihko Shimizn and Goto to Trans of National research institute for metals, 22, 270, (1980).

Sanad, S. H.; Ismail, A.A.; El-Sobki, K.M.; and Shalaby, L. A."Corrosion of Al-Mg alloys in sodium chloride solutions" Corr. Prevention & Control, Vol. 29, No. 3, pp. (21-23), (1982).

مهدي، فاروق منصور، دراسة ميتالوغرافية للتاكل النقري في الالمنيوم، الهندسة التكنولوجيا، المجلد الثالث عشر، (1993).

Zhao, Y.P.; Cheng, C.F.; Wang G.C.; and Lu, T.M., "Characterization of pitting corrosion in aluminum film by light scattering", Applied Physics Letters, Vol. 73, No.17, pp (2432 – 2434), (1998).

Lebanc, P. and Frankel, G. S., "A study of corrosion and pitting initiation of AA2024 – T3 using atomic force microscopy", Journal of the electrochemical society, vol. 149, pp (B239 –B247), (2002).

Sehgal, A.; Frankel, G.S.; Zoofan, B.; and Rokhlin, S., "Pit growth study in Al alloys by the foil penetration technique", Journal of the electrochemical society, vol. 147, No 1, pp (140 – 148), (2000).

Cheng, Y. L., Corr. Sci, Vol. 42, (2003).

Chong, P. H.; Liu, Z.; Skeldan, P. & Thompson, G. E., Vol. 6, p (12), (2003).

Kimberli, J. and Hoppner, D. W., "Prior corrosion and fatigue of 2024 – T3 aluminum alloy", Corr. Sci., vol. 48, No 10, pp (3109 – 3122), (2006).

Antony, R. Trman "Detemination of a stable pit initiation on aluminum alloys using potentiostatic electrochemichal measurement", Corr. Sci., vol 47, pp (2240 – 2256), (2005).

Rowe, L. C., Galvanic and Pitting Corrosion, field and Laboratory studies, ASTM 576. (1976).

إيمان غانم جعباز" دراسة سلوك التآكل النقري لسبيكة الألمنيوم 1100 في محلول 3% كلوريد الصوديوم" رسالة ماجستير، قسم الهندسة الكيمياوية، كلية الهندسة ، جامعة تكريت ، تكريت ، العراق ، (2006) .