نویسندگان

1 مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران.

2 دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

فرآیند فعال‫ سازی مذاب با اعمال کرنش (SIMA) یکی از فرآیندهای شکل‌دهی نیمه جامد در تولید قطعات با ساختار غیردندریتی می‫ باشد. در پژوهش حاضر اثر فرآیند SIMA بر ریزساختار و رفتار خوردگی آند فدا شونده Al-Zn-In مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا با اعمال فشار تک‌محوری، تاثیر متغیر کار سرد در محدوده 40-10 درصد بر ریزساختار نیمه جامد آلیاژ Al-Zn-In در دمای محیط بررسی شد. عملیات حرارتی نیمه جامد در محدوده دمایی 660-640 درجه سانتی‌گراد به مدت 40 دقیقه انجام گرفت. بررسی رفتار خوردگی نمونه‌ها توسط آزمون پلاریزاسیون تافل در محلول 5/3 درصد کلرید سدیم انجام گرفت. تصاویر میکروسکوپ نوری نشان داد که ریزساختار نمونه‌های تهیه شده به روش SIMAدارای دانه‌بندی ریزتر و میزان کرویت بیشتری در مقایسه با ریزساختار اولیه آلیاژ می‌باشد. با افزایش نسبت کار سرد از 10 به 30 درصد فاکتور شکل افزایش یافته اما با افزایش میزان کار سرد تا 40 درصد، افزایش و کاهش نسبتاً محسوسی به ترتیب در اندازه دانه و فاکتور شکل مشاهده شد. با افزایش دمای عملیات حرارتی، میانگین اندازه دانه‌های جامدα-Al کاهش و میزان کرویت آنها افزایش یافت. نتایج حاصل از آزمون خوردگی تافل نشان داد، با افزایش میزان کار سرد در فرآیند SIMA ، پتانسیل خوردگی نمونه‌های آلیاژ Al-Zn-In منفی‌تر شده و کمترین نرخ خوردگی مربوط به نمونه عملیات حرارتی شده در دمای 640 درجه سانتی‌گراد با نسبت 30 درصد کار سرد بود. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز خوردگی یکنواخت نمونه تهیه شده تحت شرایط مذکور را تایید کرد.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Verifying the Effects of SIMA (Strain Induced Melt Activation) Process on Corrosion Behavior in Al Sacrificial Anodes

نویسندگان [English]

  • Mohammad Reza Ghashghaei 1
  • Behrooz Shayegh Boroujeny 2
  • Hamid Safarzadeh 1

1 Advanced Materials Research Center, Faculty of Materials Engineering, Islamic Azad University, Najafabad, Iran.

2 Department of Engineering, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.

چکیده [English]

The Strain Induced Melt Activation (SIMA) process is one of the semi-solid forming processes in Preparation of non-dendritic microstructurs. In this research, verifying the effects of SIMA process on microstructure and the corrosion behavior of Al-Zn-In sacrificial anode was studied. The effect of plastic deformation on the semisolid microstructure of Al-Zn-In alloy was investigated by applying 10-40% uniaxial compression at the ambient temperature and the semi-solid treatment was carried out at the range of 640 to 660 °C for 40 min. Investigate the behavior corrosion by Tafel polarization test was performed in a solution of Sodium Chloride 3.5%. The results indicated that the microstructure of SIMA processed specimens is finer and more Globular than the microstructure of initial material. With increase in the compression ratio from 10 to 30%, The sphericity increased significantly but the variation rate of the average grain size increased and the shape factor decreased with more increase in the compression ratio up to 40%. The average size and sphericity of α-Al solid grains increased with the increase of the temperature heat treatment. Tafel test results showed, Corrosion potential samples alloys Al-Zn-In is more negative and lowest rate of corrosion related to sample heat treated at 640 ° C with the compression ratio 30%. The results of scanning electron microscopy also indicate the uniform corrosion under aforementioned conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sacrificial Anode
  • Al-Zn-In
  • Sima
  • Non-Dendritic
  • corrosion rate
  1. Keyvani, A., Emamy, M., Saremi, M., Sina, H., Mahta, M., Influence of Casting Temperature on Electrochemical Behavior of Al-Zn-In Sacrificial Anodes, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 2005 24, 1-8.
  2. Bessone, B.J., Rafael, A., Sea Water Testing of AI-Zn, AI-Zn-Sn, and AI-Zn-In Sacrificial Anodes, National Association of Corrosion Engineers, 1981, 37, 533-540.
  3. Mohammadi, H., Ketabchi, M., Investigation of Microstructural and Mechanical Properties of 7075 Al Alloyprepared by SIMA Method, Iranian Journal of Materials Science & Engineering, 2013, 10, 3, 32-43.
  4. Kirkwood, D.H., Suery, M., Kapranos, P., Atkinson, H.V., Young, K.P., Semisolid Processing of Alloys, Springer in Materials Science, 2010, 124, 124-179.
  5. Saklakoglu, N., Saklakoglu, I.E., Tanoglu, M., Oztas, O., Cubukcuoglu, O., Mechanical Properties and Microstructural Evaluation of AA5013 Aluminum Alloy Treated in the Semi-Solid State by SIMA Process, Journal of Materials Processing Technology, 2004, 148, 103-107.
  6. Koeune, R., Ponthot, J.P., An Improved Constitutive Model for the Numerical Simulation of Semi-Solid Thixoforming, Journal of Computational and Applied Mathematics, 2010, 234, 2287-2296.
  7. Yılmaz, E., Cadirli, E., Acerc, E., Gunduz, M., Microstructural Evolution and Mechanical Properties in Directionally Solidified Sn–10.2 Sb Peritectic Alloy at a Constant Temperature Gradient, International Journal of Materials Research, 2016, 19, 370-378.
  8. Rosa, D.M., Spinelli, J.E., Osorio, W.R., Garcia, A., Effects of Cell Size and Macrosegregation on the Corrosion Behavior of a Dilute Pb–Sb Alloy, Journal of Power Sources, 2006, 162, 696–705.
  9. Haghparast, A., Nourimotlagh, M., Alipour, M., Effect of the Strain-Induced Melt Activationn (SIMA) Process on the Tensile Properties of a New Developed Super High Strength Aluminum Alloy Modified by Al5Ti1B Grain Refiner, Journal of Materials Characterization, 2012, 71, 6–18.
  10. Alipour, M., Emamy, M., Eslami, R., Siadati, M. H., Khorsandi, H., Effect of a Modified SIMA Process on the Structure, Hardness and Mecanical Prooerties of Al-12Zn-3Mg-2.5Cu Alloy, Journal of Materials Science & Engineering, 2015, 12, 77-88.
  11. Yan, G., Zhao, S., Ma, S., Shou, H., Microstructural Evolution of A356.2 Alloy Prepared by the SIMA Process, Journal of Materials Characterization, 2012, 69, 45–51.
  12. Salinas, D.R., Garciâa S.G., Bessone, J.B., Infuence of Alloying Elements and Microstructure on Aluminium Sacrifcial Anode Performance: Case of Al-Zn, Journal of Applied Electrochemistry, 1999, 29, 1063-1071.
  13. Clarke, A., Imhoff, S., Gibbs, P., Cooley, J., Morris, C., Merrill, F., Hollander, B., Mariam, F., Ott, T., Barker, M., Tucker, T., Lee, W.K., Fezzaa, K., Deriy, A., Patterson, B., Clarke, K., Montalvo, J., Field, R., Thoma, D., Smith, J., Teter, D., Proton Radiography Peers into Metal Solidification, Journal of Scientific Reports, 2013, 3, 1-6.
  14. Rokni, M.R., Zarei-Hanzaki,, Abedi, H.R., Haghdadi, N., Microstructure Evolution and Mechanical Properties of Backward Thixoextruded 7075 Aluminum Alloy, Journal of Materials and Design, 2012, 36, 557–563.
  15. Zhang, L., Liua, Y.B., Cao, Z.Y., Zhang, Y.F., Zhang, Q. Q., Effects of Isothermal Process Parameters on the Microstructure of Semisolid AZ91D Alloy Produced by SIMA, Journal of Materials Processing Technology, 2009, 209, 792–797.
  16. Bolouri, A., Shahmiri, M., Kang, C.G., Study on the Effects of the Compression Ratio and Mushy Zone Heating on the Thixotropic Microstructure of 7075 Aluminum Alloy Via SIMA Process, Journal of Alloys and Compounds, 2011, 509, 402–408.
  17. Birol, Y., Thixoforming of EN AW-2014 Alloy at High Solid Fraction Journal of Materials Processing Technology, 2011, 211, 1749– 1756.
  18. Keyvani, A., Saremi, M., Saeri, M.R., Anodic Behavior of Al–Zn–In Sacrificial Anodes at Different Concentration of Zinc and Indium, International Journal of Materials Research, 2012, 103, 12, 1533-1538.