عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر سرعت محلول و میزان ذرات ساینده بر رفتار رفتگی - خوردگی آلیاژ آلومینیم سری ۵۰۰۰ در محیط آب دریا
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 958;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53605
- تاریخ دفاع
- ۱۶ اسفند ۱۳۹۰
- دانشجو
- معبود منشی رودسری
- استاد راهنما
- حمیدرضا قاسمی منفردراد
- چکیده
- چکیده هدف این پروژه بررسی اثر سرعت سیال و غلظت ذرات ساینده بر رفتار رفتگی–خوردگی آلیاژ آلومینیم 5052 است. برای این منظور آزمون¬های رفتگی خالص تحت حفاظت کاتدی و رفتگی-خوردگی در محلول 5/3 درصد وزنی NaCl حاوی غلظت¬های مختلف ذرات ساینده سیلیس با اندازه mµ 500–250 و تحت زاویه برخورد ?30 درجه و در سرعت¬های برخورد مختلف انجام شد. همچنین با استفاده از منحنی پلاریزاسیون آلیاژ در محلول ساکن، سرعت خوردگی آلیاژ به¬دست آمد. بررسی رفتگی-خوردگی در سرعت¬های 3، 4، 5، 5/6، 5/7 و 10 متر بر ثانیه و غلظتg/l 90 نشان دهنده وجود یک سرعت بحرانی در حدودm/s 5 است که در بالاتر از آن نرخ رفتگی–خوردگی به¬شدت افزایش می¬یابد. توان سرعت با استفاده از رابطه توانی بین نرخ رفتگی–خوردگی و سرعت، برابر با 66/2 به¬دست آمد که نشان دهنده غالب بودن تأثیر رفتگی در مقایسه با خوردگی است. برای بررسی اثر غلظت ذرات ساینده، آزمایش¬های رفتگی و رفتگی-خوردگی در سه سرعت 3، 5/6 و 10 متر بر ثانیه و غلظت¬های 30، 60 و 90 گرم بر لیتر انجام شد. نتایج نشان داد که در تمام سرعت¬ها با افزایش غلظت ذرات ساینده نرخ رفتگی و رفتگی-خوردگی افزایش می¬یابد، اما در سرعت¬های 3 و 5/6 متر بر ثانیه این افزایش به صورت خطی نیست. دلیل این امر می¬تواند اثر ذرات ساینده بر کارسخت کردن سطح در غلظت¬های زیاد و در نتیجه افزایش مقاومت سطح در برابر ضربه ذرات ساینده باشد. برای بررسی مکانیزم رفتگی، سطوح نمونه¬های رفتگی و رفتگی-خوردگی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. مکانیزم اصلی در برداشت ماده در آزمون¬های رفتگی و رفتگی-خوردگی شامل برش، ایجاد شیار سایشی و لبه¬های برآمده می¬باشد. همچنین مقایسه آنالیز سطوح نمونه¬های رفتگی و رفتگی-خوردگی نشان دهنده وجود مقدار اکسیژن بیشتر در لایه¬های سطحی نمونه¬های رفتگی-خوردگی نسبت به نمونه¬های رفتگی می¬باشد. این موضوع را می¬توان به تشکیل لایه محافظ اکسیدی بر روی سطح نمونه¬های رفتگی-خوردگی نسبت داد. برای بررسی اثر متقابل رفتگی و خوردگی، مقدار هم¬افزایی در شرایط مختلف طبق استاندارد ASTM G119–09 محاسبه شد. در تمامی شرایط آزمایش شده، مقدار هم¬افزایی منفی برای آلیاژ مورد نظر بدست آمد. منفی بودن مقدار هم¬افزایی را می¬توان به¬ تشکیل لایه محافظ روی سطح آلیاژ نسبت داد. وجود این لایه می¬تواند باعث افزایش مقاومت ماده در برابر ضربه¬ی ذرات ساینده و در نتیجه کمتر شدن نرخ رفتگی-خوردگی نسبت به مجموع نرخ رفتگی و خوردگی شود.
- Abstract
- The aim of this project is to investigate the effects of fluid velocity and sand concentration on the erosion-corrosion behavior of AA5052 alloy. For this purpose pPure erosion tests under cathodic protection and erosion-corrosion tests were carried out in 3.5 %Wt. NaCl solution containing various concentrations of silica sand under an impact angle of 30° and various impact velocities. ?. Pure corrosion rate was also measured using polarization diagram of the alloy in static solution. Erosion-corrosion rates at 3, 4, 5, 6.5, 7.5 and 10 m/s showed a critical fluid velocity of about 5 m/s. Above this critical velocity the erosion-corrosion rate increaseds strongly. Using power law equation between erosion-corrosion rate and fluid velocity, the velocity exponent was measured to be about 2.66. This velocity exponent showed that erosion was the dominant factor in material loss compared to corrosion. To investigate the effect of sand concentration on erosion-corrosion behavior of AA5052, pure erosion and erosion-corrosion tests were carried out at three velocities of 3, 6.5 and 10 m/s. and sand concentrations of 30, 60 and 90 g/l. Results showed that erosion-corrosion rate increased as the sand concentration increased, but at velocities of 3 and 6.5 m/s this increase is was not linear. This could be attributed to higher work hardening of the eroded surface at higher sand concentrations. Erosion mechanisms were investigated using scanning electron microscopy (SEM) of the eroded surfaces.Eroded surfaces were analyzed using SEM to investigate the erosion mechanism. The dDominant mechanisms for material removal in pure erosion and erosion-corrosion was were cutting, formation of wear tracks and tongue like cutting edges. Energy dispersive spectroscopy (Surface analysis using EDS) analysis of the eroded surfaces showed a higherrevealed that oxygen content in surface layers in erosion-corrosion specimens is higher than erosion specimensones. This could be attributed due to the formation of oxide layer on the erosion-corrosion specimens. To investigate the iInteraction between erosion and corrosion and ,the synergistic effect was calculated investigated according to ASTM G119 – 09 standard. A negative synergism was observed in In all test conditions, synergism was negative. Negative synergismThis could be due to the formation of protective oxide layer on the eroded surface in erosion-corrosion specimens. Existence of this layer could also lead to increase in surface resistance to against sand impact and therefore, then lower the erosion-corrosion rate versus than the sum of the erosion and corrosion rates, i.e., a negative synergism.
