Coroziune

Aliajele din familia Bronzurilor de Al contin in general 5-11% Al. In plus, unele aliaje contin fier, nichel, mangan si siliciu. Ofera proprietati mecanice si rezistenta la coroziune. In consecinta au fost folosite de decenii intr-o mare varietate de aplicatii marine . Bronzurile de aliminu au multe proprietati, dar ocazional pot arata deficiente in anumite circumstante.

Bronzurile de Ni-Al sunt in general formate din doua faze, aliaje duble continand 5-11% Al precum si fier si nichel pentru rezistenta. Cresterea concentratiei de Al produce o rezistenta mai mare, care este atribuita unei faze cubice centrate care imbunatateste proprietatiile la turnare. Celelalte elemente de aliaj imbunatatesc de asemenea proprietatiile si modifica microstructura. In mod special, Ni imbunatateste rezistenta la coroziune, in timp ce fierul mareste rezistenta la rupere. Ni si Mn actioneaza ca stabilizatori ai microstructurii.

Bronzurile de Al-Ni (NAB) sunt aliaje metalurgice complexe in care variatii mici ale compozitiei pot produce diferite microstructuri si in concecinta diverse rezistente la coroziunea in apa de mare. Aceste microstructuri, care rezulta intr-o rezistenta de coroziune optima sunt obtinute printr-un control al compozitiei si tratament termic.

Aliajele NAB isi gasesc aplicatii mari in navele marine cu o rata de coroziune de 0.06 mm/an.

Au fost semnalate probleme cu degradarea aliajelor prin coroziune selectiva produsa la interfata dintre faze si rezultand in pierderea rezistentei mecanice. Studiile vechi au folosit imersari in apa de mare pe termen lung pentru a investiga eficienta tratamentelor termice de dupa turnare care sunt restrictionate datorita temperaturii si compozitiei apei si nu produc rezultate rapide pentru evaluarea schimbarilor specifice in metalurgia aliajului.

Evaluari mai rapide pentru studierea coroziunii NAB sunt necesare si astfel au fost luate in calcul metodele de evaluare electrochimica folosite anterior pe alte aliaje.

Proceduri experimentale

Testarea pe termen lung a coroziunii a fost efectuata prin imersarea placutelor de NAB ( de compozitie Cu - 10.6%, Al - 5.25%, Ni - 4.3%, Fe - 3.6%, Mn 1.2% din greutate) dotate cu platouri Perspex de diametru 50 mm formatoare de spatii inguste. Acestea au fost introduse in tancuri cu apa de mare filtrata si circulata extrasa din portul Portland, Dorset, UK ( unde se faseste apa de mare nepoluata cu salinitate ridicata), completate cu apa la intervale regulate. Temperaturile acestor tancuri au fost controlate intre 20-40 oC pe o perioada de 12 luni, cu probe luate din ele pentru masuratori de coroziune periodice.

Un test separat de imersare de 24 luni a fost efectuat intr-un recipient de plastic acoperit cu apa de pare filtratp din portul Portland.

Aceste probe imersate au fost verificate pentru pierderea de masp dupa curatare cu 50% acid hidrocloric si prin masurarea adancimi suprafetelor corodate folosind un profilometru Talysurf de suprafata modificat pentru o detectie maxima de cativa milimetri.

Pentru a oferi date pe termen scurt in vederea compararoo cu imersiunile pe termen lung, masuratori de polarizatie ale NAB au fost facute. folosind o rata de scanare de potentiat de 10mV/min aplicata la un diametru de 44mm de probe proaspat acoperite cu hartie 600 SiC si degresate cu acetona. Scanarile au fost efectuate folosint un ACM GalvoGill 12 (ACM Instruments, Grange-over-Sands, UK) in directia anodica pana cand a fost atinsa o valuare de 500 uA/cm2. Scanarile polarizatiei au fost efectuate la 10, 20, 35 si 45 oC in apa Portului Portland si extrapolarile Tafel are curbei anodice au fost folosite pentru a estima valorile curentului de coroziune icorr. Aceste valori au fost convertite in rate de coroziune folosint legea lui Faraday si un echivalent gram pentru NAB de 37.81g, bazat pe dizolvarea univalenta a cuprului in apa.

1. D. Feron, ,,Corrosion behaviour and protection of copper and aluminium alloys in seawater", European federation of Corrosion Publications Number 50, Woodhead Publishing Limited, 2007

2. Harold T. Michels, ,,Effect of Composition and Microstructure on the Corrosion Resistance of Nickel - Aluminium Bronze", Copper Development Association