بررسي خواص سطحي و مقاومت به خوردگي آلياژ آلومينيوم 7075 آندايز شده در ولتاژها و زمانهاي مختلف با اعمال جريان پالسي

كارشناسي ارشد

آلومينيوم به دليل خواص فيزيكي و مكانيكي مناسطططب در كنار مقاومت به خوردگي بالا، امروزه كاربرد زيادي در صنايع مختلف پيداكرده است. مقاومت به خوردگي خوب آلومينيوم ناشي از تشكيل لايه مقاوم اكسيد آلومينيوم روي سطح است. ضخامت اين لايه اكسيدي ميتواند با انجام فرآيند آندايزينگ افزايش يابد. از اين رو آندايزينگ يك روش الكتروشطيميايي مفيد براي بهبود مقاومت خوردگي آلومينيوم و آلياژهاي آن اسطت. آندايزينگ پالسطي رو شي ن سبتاً جديد براي ت شكيل لايه اك سيدي روي آلومينيوم و آلياژهاي آن ا ست. در اين پژوهش به منظور ايجاد لايه نانومتخلخل آندي آلومينا، فرآيند آندايزينگ پالسططي روي آلياژ آلومينيوم 7075 در حالت ولتاژ ثابت و با اعمال جريان به صورت پال سي معكوس در محلول اگزاليك ا سيد M 3 / 0 در دماي صفر تا 5 درجه سانتيگراد صططورت گرفت. هدف اين پژوهش بررسططي تاثير تغيير ولتاژ اعمالي ) 80V تا 50 ( و زمانهاي مختلف ) 10 تا 90 دقيقه( فرآيند آندايزينگ بر خواص لايه اك سيدي حا صل ا ست. پس از انجام فرآيند مورفولوژي سطحي لايه نانو متخلخل آلومينا در شرايط مختلف فرآيند آندايزينگ توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FE-SEM) و خواص خوردگي لايه متخلخل ايجادشده بررسي و همچنين ضخامت لايه اكسيدي حاصل اندازهگيري شططد. بعد از انجام فرآيند آندايزينگ و تعيين شططرايط بهينه فرآيند، روش نوين نيتروژن دهي پلاسططمايي با توري فعال )ASPN( بهمنظور پر كردن حفرات حاصل از فرآيند آندايزينگ در اتمسفر 25٪H2 75٪ N2+ به مدت 5 ساعت صورت گرفت و خواص پو شش نيتريدي حاصل مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج اين پژوهش نشان داد كه افزايش ولتاژ فرآيند آندايزينگ از V 50 به V 80 سطططبب افزايش ميانگين قطر حفرات از nm 35 به بالاي nm 100 و افزايش نرخ ت شكيل لايه اك سيدي مي شود، بهطوريكه ضخامت لايه اك سيدي از μm 29 / 2 در ولتاژ V 50 به حدود μm 14 در ولتاژ V 80 ميرسد. افزايش نرخ تشكيل لايه اكسيدي سبب ميشود تا بتوان در ولتاژ V 80 در زمانهاي ب سيار كوتاه به لايه اك سيدي با ضخامت و خواص خوردگي منا سب د ستيافت. همچنين برر سي زمانهاي مختلف فرآيند ن شان داد كه ضخامت لايه اك سيدي با زمان فرآيند آندايزينگ رابطه م ستقيم دارد. برر سي خواص خوردگي ن شان داد كه افزايش ضخامت لايه اك سيدي حا صل از فرآيند آندايزينگ منجر به بهبود مقاومت به خوردگي مي شود به طوري كه نمونه آندايز شده در ولتاژ 80V به مدت 30 دقيقه با بيشترين ضخامت در مقايسه با ساير نمونهها بالاترين پتانسيل خوردگي ) V 38 / 0 -( و پايينترين چگالي جريان خوردگي ( 2A/cm 10-6 × 6 / 1( را دارد. نتايج اين پژوهش نشطان داد كه انجام فرآيند نيتروژن دهي پلاسطمايي با توري فعال ميتواند منجر به پر كردن حفرات حاصل از فرآيند آندايزينگ شود. يكنواختي پوشش نيتريدي ايجادشده وابسته به ساختار حاصل از فرآيند آندايزينگ است. اين پوشش نيتريدي ايجادشده حين قرارگيري در محيط خوردگي سريعتر از پوشش اكسيدي حاصل از آندايزينگ تخريبشده و از آن محافظت ميكند. پايينترين چگالي جريان ط خوردگي ) 2A/cm 6-10 × 39 / 0( در نمونه آندايز شطططده در ولتاژ V 70 به مدت 40 دقيقه كه عمليات نيتروژن دهي پلاسمايي با توري فعال روي آن صورت گرفت مشاهده شد.

196535

دانشگاه علم و صنعت ايران

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

دكتر منصور سلطانيه