عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر زاویه بر خورد ذرات سیلیس بر رفتار رفتگی خوردگی آلیاپ آلومینیم سری ۵۰۰۰ در محلول ۵/۳ در صد وزنی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 999;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57016;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57016
- تاریخ دفاع
- ۱۵ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- نسرین سادات آذریان
- استاد راهنما
- حمیدرضا قاسمی منفردراد
- چکیده
- هدف این پژوهش بررسی اثر زاویه ی برخورد 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 g/l 90 ذرات ساینده¬ی سیلیس با اندازه ی mµ 500–250، در زوایای برخورد 25، 30، 35، 45 و 90 درجه در دو سرعت 3 و m/s 5/6 انجام شد. به منظور تعیین مدت زمانی یکسان برای انجام آزمون ها، ابتدا تعدادی آزمون رفتگی خوردگی در سرعت m/s 5/6 و زاویه های 30 و 90 درجه در زمان های مختلف از 5 تا 65 دقیقه انجام گرفت. مشخص شد که نرخ رفتگی خوردگی با گذشت زمان کاهش می یابد و پس از حدود 30 دقیقه، به مقدار ثابت و پایداری می رسد. نتایج آزمایش ها در زوایای مختلف نشان دهنده ی وجود یک نرخ برداشت بیشینه در زاویه ای در حدود 30 درجه است. برای بررسی مکانیزم رفتگی، سطوح نمونه های رفتگی و رفتگی خوردگی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. مکانیزم اصلی تغییرشکل ماده در آزمون های رفتگی و رفتگی خوردگی درزاویه ی 30 درجه شامل برش، ایجاد شیار سایشی و لبه های برشی زبانه مانند و در زاویه¬ی 90 درجه، ضربه و کارسختی بیشتر در سطح است. برای بررسی اثر متقابل رفتگی و خوردگی، مقدار هم افزایی (تغییر نرخ رفتگی در اثر خوردگی و تغییر نرخ خوردگی در اثر رفتگی) طبق استاندارد ASTM G119–09 در دو سرعت برخورد 3 و m/s 5/6 و زاویه های 30 و 90 درجه محاسبه شد. در سرعت m/s 3 هم افزایی منفی مشاهده شد و هچنین مشخص شد که خوردگی باعث کاهش نرخ رفتگی ماده می شود. در سرعت m/s 5/6 در زاویه ی 30 درجه هم افزایی مثبت و در زاویه ی 90 درجه مجدداً هم افزایی منفی مشاهده شد. منفی بودن مقدار هم افزایی را می توان به تشکیل لایه ی محافظ روی سطح آلیاژ در این شرایط نسبت داد. آنالیز EDS نیز نشان داد که احتمال ایجاد لایه ی اکسیدی درسطح رفتگی خوردگی در شرایط فوق وجود دارد. وجود این لایه می تواند باعث افزایش مقاومت ماده در برابر ضربه ی ذرات ساینده و درنتیجه کمتر شدن نرخ رفتگی خوردگی نسبت به نرخ رفتگی خالص شود. در بررسی های الکتروشیمیایی، مشخص شد که بیشترین سهم در نرخ اتلاف کلی آلیاژ حین رفتگی خوردگی، متعلق به مؤلفه ی رفتگی است.
- Abstract
- he aim of this project is to investigate the effect of impingement angle on the erosion-corrosion behaviour of AA5052 aluminum alloy. Pure erosion tests under cathodic protection and erosion-corrosion tests were carried out in 3.5 wt. % NaCl solution containing 250-500 µm silica sand as erodent particle. The tests were carried out at sand concentration of 90 g/l and fluid velocities of 3 and 6.5 m/s under impact angles of 25°, 30°, 35°, 45° and 90°. Initial tests were performed at jet velocity of 6.5 m/s and impact angles of 30° and 90° for periods of 5 to 65 minutes to determine an optimum test duration. It was found that the erosion-corrosion rate decreased with increasing time and become constant after about 30 minutes. Results at various impingement angles showed that maximum pure erosion and erosion-corrosion rates occurred at impingement angle of 30o. Erosion mechanisms were investigated using scanning electron microscopy of the eroded surfaces. Material removal mechanisms in pure erosion and erosion-corrosion at 30° impingement angle were cutting, formation of wear tracks and tongue like cutting edges, but at 90° impingement angle the dominant wear mechanism was due to impact resulting to higher work hardening of the surfaces. Interaction between erosion and corrosion and the synergistic effect was investigated according to ASTM G119–09 standard at jet velocities of 3 and 6.5 m/s and impact angles of 30 and 90 degrees. At jet velocity of 3 m/s negative synergism was obtained and it was found that corrosion decreased the erosion rate. At jet velocity of 6.5 m/s, a positive synergism was obtained at 30° and a negative synergism was obtained at 90° impingement angle. Energy dispersive spectrometry analysis suggested that the negative synergism could be attributed to the existence of an oxide layer formed on the eroded surface of the samples during erosion-corrosion tests. Electrochemical evaluations revealed that erosion component was the dominant materials loss mechanism during erosion-corrosion.
