18681

۱۸۶۸۱

تاثير اندازه دانه زيرلايه آلومينيم بر خواص فيزيكي، مكانيكي و مقاومت به خوردگي پوشش آندايزينگ

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

مهر ماه ۱۳۹۶

دكتر سلطانيه - دكتر ايواني

مواد و متالورژي

هدف از اين تحقيق بررسي تاثير مقدار تغيير شكل پلاستيك شديد و عمليات پيرسازي پس از آن در خواص خوردگي، فيزيكي و ساختار لايه آندي است. به اين منظور شرايط الكتروشيميايي آندايزينگ براي كل نمونه¬ها يكسان انتخاب شد. در ابتدا براي بدست آوردن شرايط بهينه آندايزينگ، تاثير حالت ولتاژ پالسي اعمالي و زمان آندايزينگ بررسي شد. مشاهده شد در حالت ولتاژ پالسي مثبت در بازه¬هاي زماني toff در الكتروليت جريان منفي برقرار مي¬شود. به همين منظور از ولتاژ پالسي مثبت براي مرحله اول آندايزينگ استفاده شد. در حالت پالسي مثبت, معكوس و مستقيم در زمان آندايزينگ ثابت به ترتيب قطر حفرات كاهش يافته و رفتار خوردگي بهبود يافت. اما در حالت پالسي مستقيم قطر حفرات بصورت تناوبي بوده كه با توجه به حضور ذرات فاز ثانويه و رسوب¬ها در زمينه زيرلايه آلومينيم 6063، باعث غيريكنواختي بيشتر لايه آندي مي¬شود. در نتيجه براي ايجاد رفتار خوردگي بهتر در مرحله دوم آندايزينگ از حالت پالسي معكوس استفاده شد. مشاهده شد با افزايش زمان آندايزينگ قطر حفرات افزايش يافته و رفتار خوردگي تضعيف مي¬شود. به همين منظور مرحله اول و دوم آندايزينگ هر دو به مدت 90 دقيقه انجام شدند. در مرحله بعدي نمونه¬هاي ECAP شده و پيرسازي شده در شرايط ثابت آندايز شدند. مشاهده شد در نمونه¬هاي ECAP شده، با افزايش مقدار تغيير شكل نظم ساختار آندي و و درصد تخلخل آن كاهش پيدا مي¬كند، ولي قطر حفرات تقريبا ثابت باقي مي¬ماند. علت كاهش درصد تخلخل، افزايش مرزها با ساختار متراكم است. در نمونه¬هاي پيرسازي شده مشاهده شد در اثر پيرسازي نظم تا حد زيادي افت كرده و گودال¬هايي در ابعاد نانو در ساختار تشكيل مي¬شود. تشكيل اين گودال¬ها در انعكاس نوري لايه آندي تاثير داشته و سبب تشكيل لايه¬اي تيره¬تر نسبت به نمونه¬هاي پيرسازي نشده مي¬شود. همچنين مشاهده شد با افزايش مقدار تغيير شكل پلاستيك در نمونه¬هاي ECAP شده قبل و بعد از پيرسازي، مقاومت به خوردگي حفره¬اي شدن و مقاومت به خوردگي امپدانس در زيرلايه آلومينيم افزايش مي¬يابد. مقاومت به خوردگي حفره¬اي شدن در نمونه¬هاي ECAP شده پس از پيرسازي نسبت به قبل از پيرسازي افت پيدا كرد. چون در اثر پيرسازي ذرات فاز ثانويه و رسوب¬ها درشت¬تر مي¬شوند. تاثير مثبت ريزتر شدن ذرات فاز ثانويه و رسوب¬ها در رفتار خوردگي بيشتر از تاثير منفي افزايش نابجايي¬ها و مرزsدانه¬ها در رفتار خوردگي بوده و سبب افزايش مقاومت به خوردگي امپدانس شده است. ميكرو سختي زيرلايه آلومينيم با افزايش تعداد پاس تا 4 پاس افزايش يافته و پس از آن تقريبا ثابت باقي ماند. در اثر پيرسازي نيز ميكرو سختي زيرلايه افزايش پيدا كرد. تاثير كاهش اندازه ذرات فاز ثانويه و رسوب¬ها و همچنين افزايش نابجايي¬ها و مرزدانه¬ها در رفتار خوردگي لايه آندي مشابه با رفتار خوردگي زيرلايه آلومينيم است. مشاهده شد با افزايش مقدار تغيير شكل پلاستيك زيرلايه آلومينيم در نمونه¬هاي ECAP شده قبل و بعد از پيرسازي، مقاومت به خوردگي حفره¬اي شدن و مقاومت به خوردگي امپدانس لايه آندي افزايش يافت. چون با افزايش مقدار تغيير شكل پلاستيك، مناطق بدون پوشش آندي بعلت كاهش اندازه ذرات فاز ثانويه و رسوب¬ها كاهش يافته و لايه آندي يكنواخت¬تر شد. مقاومت به خوردگي حفره¬اي شدن لايه آندي در نمونه¬هاي ECAP شده پس از پيرسازي نسبت به قبل از پيرسازي افت پيدا كرد. چون در اثر پيرسازي ذرات فاز ثانويه و رسوب¬ها درشت¬تر مي¬شوند و گودال¬هاي تشكيل شده در ابعاد نانو افزايش مي¬يابد. در نتيجه منطقه بدون پوشش آندي افزايش يافته و سبب تضعيف رفتار خوردگي مي¬شود. مشاهده شد انعكاس نوري لايه آندي در اثر پيرسازي زيرلايه آلومينيم بعلت درشت شدن رسوب¬ها و ذرات فاز ثانويه و در نتيجه تشكيل شدن گودال¬هايي در ابعاد نانو كاهش پيدا كرده و لايه آندي تشكيل شده نسبت به نمونه پيرسازي نشده تيره¬تر است. سختي لايه آندي تشكيل شده نيز در اثر افزايش تعداد پاس زيرلايه آلومينيم 6063 و پيرسازي پس از آن افزايش پيدا كرد.

1396/12/19

3/14/2018 12:00:00 AM

A two-step anodizing process was used to produce ordered Al2O3 nanostructure anodized layer on 6063 aluminum. First the anodizing conditions was optimized. Samples were anodized in 0.3 M oxalic acid utilizing various pulse current modes: positive pulse current (PPC), pulse reverse current (PRC) and direct pulse current (DPC). Anodizing times were 60, 90, 120 and 150 minutes. Effects of anodizing time and pulse current mode on characteristics, structure and corrosion behavior of the anodized layer were investigated. It was found that, wall thickness was reduced and pore diameter increased by increasing anodizing time. Furthermore, with increasing anodizing time, the corrosion resistance of the anodized layer increased. In PPC mode, a negative current established in toff periods and cause al2o3 dissolved. Becauise PPC mode is proprite for aluminum alloys and dissolved participate and secoundry phase particles. Samples of the 6063 aluminum ECAPed in the 1, 2, 4 and 6 passes in route A and ambient temperature. Then this samples heat treatment in the 180℃ and 8 h air atomsphere. All samples in the same electrochemical conditions anodized. Effect number of pass and aging on characteristics, structure and corrosion behavior of the anodic layer investigated. We founded ordering of nanostructure layer and porosity percent with increasing number of pass were decrease. Pore diameter with increase number of pass has not changed and approximately constant. In the aged samples, ordering of nanostructure layer were decreased and formation nano-scale pits. This the pits affected in brightness anodic layer and making it darker. Corrosion resistance and resistance of pitting improved with increasing number of pass. Aging cause to decrease corrosion behavior. Hardness of aluminum substrate and anodized layer increased with increasing number of pass. Aging treatment too improved hardness number of aluminum substrate and anodized layer.