بررسی تأثیر کرنش بر رفتار مکانیکی و خوردگی الکتروشیمیایی آلیاژ آلومینیوم 2024 بعد از عملیات پیرسازی ترمومکانیکی دومرحله‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مواد ، دانشکده علوم و فناوری‌های نوین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان، کرمان، ایران

2 گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه میبد، میبد، ایران.

3 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.

چکیده

پژوهش حاضر به بررسی تأثیر کرنش بر خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی الکتروشیمیایی آلیاژ آلومینیوم 2024 و مقایسه­ی آن با پیرسازی معمولی T6 در فرایند عملیات حرارتی پیرسازی ترمومکانیکی دو مرحله­ای پرداخته شده است. برای انجام این پژوهش نمونه­هایی از این آلیاژ در حین پیرسازی معمولی تحت درصد­های مختلف کرنش در دمای محیط قرار گرفت و پس از آن عملیات پیرسازی کامل گردید. چهار کرنش 10%، 30%، 50% و 65% توسط دستگاه نورد بر نمونه ­ها اعمال گردید. نتایج حاصل از آزمایش کشش با نرخ کرنش پایین، منحنی­های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و میکروسکوپی نوری نشان می­دهد، نمونه ­ی با 50% کرنش در حالت بهینه ­ی ریزساختار، استحکام و مقاومت به خوردگی قرار دارد. این امر به دلیل توزیع ریز و یکنواخت رسوب­ها است که باعث افزایش 27% در استحکام تسلیم، 10% در استحکام کششی و 83% در مقاومت به خوردگی، نسبت به عملیات حرارتی T6 شده است. بنابراین اعمال کرنش 50%، در عملیات حرارتی پیرسازی ترمومکانیکی دو مرحله­ای فوق، می­تواند منجر به افزایش مقاومت به خوردگی با حفظ استحکام بالا شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation the Effect of Strain on Mechanical Behavior and Electrochemical Corrosion Properties of Al-2024 Alloy after Two-Step Aging and Thermomechanical Treatments

نویسندگان [English]

  • Payam Raiesi Goojani 1
  • Mostafa Alizadeh 2
  • Behrooz Shayegh Boroujeny 3
1 Department of Science and Modern Technology, Faculty of Materials Engineering, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran.
2 Department of Engineering, Faculty of Materials Engineering, Meybod University, Meybod, Iran.
3 Department of Engineering, University of Shahrekord, Shahrekord, Iran.
چکیده [English]

In this study, the effect of strainin thermomechanical two-step aging heat treatment on mechanical properties and electrochemical corrosion resistance of Al-2024 alloy has been investigated. These results were compared with normal aging T6. For this research, samples of Al-2024 alloys were placed at ambient temperature during normal aging under different percentages of strain, and then aging treatment was completed. Four strains of 10%, 30%, 50% and 65% were applied on the samples by rolling machine. The results of tensile test with low strain rate, potentiodynamic polarization curves and optical microscopy indicated that the sample with 50% strain offered optimum combination of microstructure, mechanical strength and corrosion resistance. This is due to the fine and uniform distribution of precipitates that cause increasing of yield strength, tensile strength and corrosion resistance by 27%, 10%, and 83%, respectively, in comparison with T6 heat treated[MP2D1] . Therefore applying strain of 50%, can increase the corrosion resistance with maintaining high strength in two-step aging and thermomechanical heat treatments.


 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aging Thermomechanical
  • Electrochemical Corrosion
  • polarization
  • Aluminum 2024 alloy
  1.       Hui, M.W., Chang, Q. X., Pan, L., Zhi, W.W., Influence of thermomechanical aging on microstructure and mechanical properties of 2519A aluminum alloy, Cent. South Univ. Technol., 2011, 18, 1349−1353.
  2.       Kelly, A., Nicholson, R.B., Precipitation   hardening  progress  in  material  science,  London, Pergamon Press, 1963.
  3.       Li-hui, A., Yang, C., Wei, L., Shi-jian, Y., Shi-qiang Z., Fan-cheng, M., Effect of pre-deformation on microstructure and mechanical properties of 2219 aluminum alloy sheet by thermom­echanical treatment, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2012, 22, 370−375.
  4.       Shabestari, S.G., Ghoncheh, M.H., Momeni, H., Evaluation of formation of intermetallic compounds in Al2024 alloy thermal analysis technique, Thermochimica Acta, 2014, 589, 174-182.
  5.  ابوطالبی، م.، میردامادی، ش.، دانشجو، ک.، صادقی، ک.، اثر پیرسازی مکانیکی (Thermomechanical Ageing) بر خواص کششی آلیاژ آلومینیوم 2024، پنجمین کنگره سالانه انجمن مهندسین متالورژی ایران، 1380، 130-121.
    1.      Silva, J.W.J., Bustamante, A.G., Codaro, E.N.,  Nakazato, R.Z., Hein, L.R.O., Morphological analysis of pits formed on Al 2024-T3 in chloride aqueous solution, Applied Surface Science, 2004, 236, 356–365.
    2.      Foroulis, Z.A., Thbrikar, M.J., On the kinetics   of   breakdown   of   passivity   of preanodized aluminum by chloride ions, J. of Electrochem. Soc., 1975, 122, 81-89.
    3.       Martin, F.J., Impedance studies of the passive film   on aluminum, Corrosion Science, 2005, 47, 3187-3201.
    4.        Smailowska, Z.S., Pitting  corrosion  of aluminum. Corrosion  Science, 1999, 41,  743-1767,.
    5.     Jianjun, R., Yu, Z., The   growth mechanism of pits in NaCl solution under anodic  films  on  aluminum,  Surface  and Coating Tech., 2005, 191, 311-316.
    6.     ASM Group, ASM Metals HandBook. Corrosion: Fundamentals, Testing, and Protection, America Society Of  Metals, 2003, 13A.
    7.  جعفرزاده، ک.، شهرابی، ت.،  هادوی، م.م.،  حسینی، م.ق.، ارزیابی خوردگی آلیاژ آلومینیوم – منیزیم AA5083-H321 در محیط NaCl ساکن به روش امپدانس الکتروشیمیایی ، علوم و مهندسی سطح4، 1386، 55-67.
      1.     ASM Group, ASM Metals HandBook. Alloys phase diagrams, America society of metals, 1992, 3.
      2.     Kumar, M., Singh, S., Goel, D.B., Electron Microscopic Studies of Thermo mechanically Aged 2218 Alloy, Bulletin of Materials Science, India, 1988, 10, 217-222.
      3.     Wang, D., Ni, D.R., Ma, Z.Y., Effect of Pre-strain and Two-step Aging on Microstructure and Stress Corrosion Cracking of  7050 Alloy, Materials    Science and Engineering A, 2008, 494, 360-366.
      4.     Afseth, A., Nordlien, J.H., Scamans, G.M., Nisancioglu, K., Effect of thermo-mechanical processing on filiform corrosion of aluminum alloy AA3005, Corrosion Science, 2002, 44, 2491–2506.
      5.     ASM Group, ASM Metals HandBook. Heat Treating,­Treating, ­ The Materials Information Company, 1991, 4.
      6.     Totten, G.E., MacKenzie, D.S., Aluminum Standard and Data, New York : MARCEL  DEKKER, 2003.
      7.     Shao, M., Fu, Y., Ronggang, H., Lin, C., A study on pitting corrosion of aluminum alloy 2024-T3 by scanning microrefrence electrode technique, Material sciense engineering, 2003,  344, 323-327.
      8.     Son, I.-J., Nakano, H., Oue, S., Shigeo, S.,  Fukushima, H., Horita, Z., Effect of equal-channel angular pressing on pitting corrosion resistance of anodized aluminum-copper alloy, Transcation of nonferrous metals society in china, 2009, 19, 904-907.