Коррозия алюмоматричного композита in situ на основе Al–7Si–1Fe
https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-6-70-74
Аннотация
Приведены результаты сравнительного исследования коррозионной стойкости алюмоматричного композита, полученного методом продувки кислородом предварительно гидрогенизированного расплава на основе сплава Al–Si–Fe с содержанием железа более 1 %, предназначенного для литья под давлением, и сплава Al–7Si с 0,3 % Fe, модифицированного лигатурой 5Al–Ti в количестве 2 %. Коррозия в алюминиевых сплавах обусловлена нарушением сплошности оксидной пленки на некоторых фазах, прежде всего на фазе Al5SiFe. Пары образцов из композита и сплава сравнения диаметром 15 мм и длиной 50 мм подверглись испытаниям в 7 %-ном растворе солевого тумана NaCl в камере КСТ-1 на подвесках при температуре 22 °С в течение 300 ч. Полученные результаты показали близкие значения убыли массы образцов, несмотря на значительно более высокое содержание железа в материале, поскольку сформировавшиеся в расплаве при продувке кислородом частицы Al2O3 размером 100–200 нм, осаждаясь на границах фаз, снижают площадь поверхности взаимодействия с коррозионной средой. Литературные данные показывают существенное отличие сопротивления коррозионному воздействию композитов ex situ от in situ вследствие различий в размерах и расположении в матрице упрочняющей фазы. Исследованный композиционный материал может быть рекомендован как коррозионно-стойкая альтернатива сплавам с повышенным содержанием железа, используемым для литья под давлением.
Об авторах
А. Б. Финкельштейн
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия
Россия
Доктор технических наук, профессор кафедры литейного производства и упрочняющих технологий
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
А. В. Шак
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия
Россия
Кандидат технических наук, зав. лабораторией кафедры редких металлов и наноматериалов
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
А. А. Шефер
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия
Россия
Ассистент кафедры литейного производства и упрочняющих технологий
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Список литературы
1. Schuster D.M. The world won’t beat a path to your door. Key Eng. Mater. 1992. Vol. 77. P. 337—348. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.77-78.337.
2. Чикова О.А., Финкельштейн А.Б., Шефер А.А. Структура и наномеханические свойства сплава Al—Si—Fe, полученного путем продувания расплава кислородом. Физика металлов и металловедение. 2018. Т. 119. No. 7. C. 730—735. DOI: 10.1134/S0031918X18070037.
3. Pilling N.B., Bedworth R.E. The oxidation of metals at high temperatures. J. Inst. Met. 1923. No. 29. P. 529—582.
4. Ambat R., Davenport A.J., Scamans G.M., Afseth A. Effect of iron—containing intermetallic particles on the corrosion behaviour of aluminium. Corros. Sci. 2006. Vol. 48. No. 11. P. 3455—3471. DOI: 10.1016/j.corsci.2006.01.005.
5. Park J.O., Paik C.H., Huang Y.H., Alkire R.C. Influence of Fe—rich intermetallic inclusions on pit initiation on aluminum alloys in aerated NaCl. J. Electrochem. Soc. 1999. Vol. 146. No. 2. P. 517—523. DOI: S0013—4651(97)12-009-2.
6. Nis K., Davanger K.Y., Strandmyr O., Holtan H. Cathodic behavior of impure aluminum in aqueous media. J. Electrochem. Soc. 1981. Vol. 128. No. 7. P. 1523—1526. DOI: 10.1149/1.2127675.
7. Zahavi J., Zangvil A., Metzger M. Structure and stability of anodic films formed on aluminum containing dispersed Al3Fe phase. J. Electrochem. Soc. 1978. Vol. 125. No. 3. P. 438—444. DOI: 10.1149/1.2131469.
8. Seri O. The effect of NaCl concentration on the corrosion behavior of aluminum containing iron. Corros. Sci. 1994. Vol. 36. No. 10. P. 1789—1803. DOI: 10.1016/0010938X(94)90132-5.
9. Samuel A.M., Samuel F.H., Doty H.W. Observations on the formation of β—Al5FeSi phase in 319 type Al—Si alloys. J. Mater. Sci. 1996. Vol. 31. No. 20. P. 5529—5539. DOI: 10.1007/BF01159327.
10. Mulazimoglu M.H., Zaluska A., Gruzleski J.E., Paray F. Electron microscope study of Al—Fe—Si intermetallics in 6201 aluminum alloy. Metal. Mater. Trans. A. 1996. Vol. 27. No. 4. P. 929—936. DOI: 10.1007/BF02649760.
11. Syvertsen M. Oxide skin strength on molten aluminum. Metal. Mater. Trans. B. 2006. Vol. 37. No. 3. P. 495—504. DOI: 10.1007/s11663-006-0033-8.
12. ASTM B85 / B85M-18e1. Standard specification for aluminum — alloy die castings. https://www.astm.org/ Standards/B85.htm (Accessed 2018).
13. Lucas K.A., Lucas K.A., Clarke H. Corrosion of aluminium—based metal matrix composites. Baldock: Research Studies Press, 1993.
14. Nielssen H., Hufnagel W., Ganoulis G. Aluminium — Taschenbuch. 13. Aufl., Düsseldorf: Aluminium-Verlag GmbH, 1974.
15. Foley R.T. Localized corrosion of aluminum alloys — a review. Corrosion. 1986. Vol. 42. No. 5. P. 277—288. DOI: 10.5006/1.3584905.
16. Sobolev A., Wolicki I., Kossenko A., Zinigrad M., Borodianskiy K. Coating formation on Ti—6Al—4V alloy by micro arc oxidation in molten salt. Materials. 2018. Vol. 11. No. 9. P. 1611—1619. DOI: 10.3390/ma11091611.
17. Wen L., Wang Y., Zhou Y., Guo L., Ouyang J.H. Microstructure and corrosion resistance of modified 2024 Al alloy using surface mechanical attrition treatment combined with microarc oxidation process. Corros. Sci. 2011. Vol. 53. No. 1. P. 473—480. DOI: 10.1016/j.corsci.2010.09.061.
18. Wei T., Yan F., Tian J. Characterization and wear—and corrosion—resistance of microarc oxidation ceramic coatings on aluminum alloy. J. Alloys Compd. 2005. Vol. 389. No. 1-2. P. 169—176. DOI: 10.1016/j.jallcom.2004.05.084.
19. Rao K.P., Ram G.J., Stucker B.E. Improvement in corrosion resistance of friction stir welded aluminum alloys with micro arc oxidation coatings. Scripta Mater. 2008. Vol. 58. No. 11. P. 998—1001.
20. Uludağ M., Kocabaş M., Dışpınar D., Çetin R., Cansever N. Effect of Sr and Ti addition on the corrosion behaviour of Al—7Si—0.3Mg alloy. Arch. Foundry Eng. 2017. Vol. 17. No. 2. P. 125—130. DOI: 10.1515/afe-2017-0063.
21. ASTM B117-18. Standard practice for operating salt spray (fog) apparatus. https://www.astm.org/Standards/B117.htm (Accessed 2018). DOI: 10.1520/B0117-18.
22. De Salazar J.M.G., Urena A., Manzanedo S., Barrena M.I.Corrosion behaviour of AA6061 and AA7005 reinforced with Al2O3 particles in aerated 3.5 % chloride solutions: potentiodynamic measurements and microstructure evaluation. Corros. Sci. 1998. Vol. 41. No. 3. P. 529—545. DOI: 10.1016/S0010-938X(98)00135-8.
23. Acevedo-Hurtado P.O., Sundaram P.A. Corrosion behavior of novel Al—Al2O3 composites in aerated 3.5 % chloride solution. J. Mater. Eng. Perf. 2017. Vol. 26. No. 1. P. 69—75. DOI: 10.1007/s11665-016-2420-x.
24. Sherif E.S.M., Almajid A.A., Latif F.H., Junaedi H. Effects of graphite on the corrosion behavior of aluminum— graphite composite in sodium chloride solutions. Int. J. Electrochem. Sci. 2011. Vol. 6. P. 1085—1099.
Рецензия
Для цитирования:
Финкельштейн А.Б., Шак А.В., Шефер А.А. Коррозия алюмоматричного композита in situ на основе Al–7Si–1Fe. Известия вузов. Цветная металлургия. 2019;(6):70-74. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-6-70-74
For citation:
Finkelstein A.B., Shak A.V., Schaefer A.A. The corrosion of aluminum matrix composite in situ based on Al–7Si–1Fe alloy. Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy. 2019;(6):70-74. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-6-70-74
Просмотров:
705
Послать статью по эл. почте 