فرآوری همزن اصطکاکی آلیاژ منیزیم az31 و بررسی رفتار خوردگی آن
چکیده
کاربرد آلیاژهای منیزیم با وجود خواص منحصر بفردشان در صنعت بدلیل رفتار خوردگی ضعیف محدود می باشد. فرآوری همزن اصطکاکی از جمله تکنیک های نوین در اصلاح میکروساختار می باشد که می تواند سبب بهبود خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی آلیاژها شود. از این رو در پژوهش حاضر اثر فرایند فرآوری بر میکروساختار و خواص خوردگی آلیاژ az31، با بکاربردن محدوده وسیعی از پارامترهای فرآوری مورد بررسی قرار گرفت. میکروساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ نیروی اتمی مطالعه شد و سختی ناحیه فرآوری شده با میکروسختی سنج ویکرز اندازه گیری شد. همچنین بمنظور بررسی رفتار خوردگی، آزمون های پتانسیل مدار باز، پلاریزاسیون پتانسیو داینامیکی، امپدانس الکتروشیمیایی و اندازه گیری پتانسیل سطح(skpfm) انجام شد. مشاهدات میکروساختاری نشان داد که سطح مقطع ناحیه فرآوری شده شامل نواحی میکروساختاری متفاوت است که اثر توزیع دمایی و میزان کرنش در بوجود آمدن این نواحی مورد بررسی قرار گرفته شد. میکروساختار ناحیه فرآوری شده شامل دانه های تبلور یافته هم محور است که اندازه دانه ها تحت تاثیر پارامترهای فرآوری می باشد. در پژوهش حاضر اندازه دانه های ناحیه فرآوری با تغییر پارامترها در محدوده بین تقریباً یک پنجم فلز پایه تا اندازه دانه تقریباً برابر با فلز پایه متغییر بوده است. اثر پارامترهای فرآوری با توجه به میزان گرمای ورودی و نرخ کرنش که بطور همزمان در ناحیه فرآوری صورت می پذیرد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و ارتباط آن با پارامتر زنر-هولمن بیان شد. نتایج نشان داد که افزایش سرعت چرخش و کاهش سرعت حرکت طولی سبب افزایش دما و کاهش سرعت سرمایش شده و موجب رشد دانه های متبلور و تغییرات میزان سختی شده است. از این رو برای بدست آوردن شرایط میکروساختاری مناسب کنترل دقیق پارامترها ضروری می باشد. بررسی های خوردگی نشان داده که بطور کلی فرایند فرآوری سبب بهبود خواص خوردگی آلیاژ شده است. مقاومت به خوردگی نمونه های فرآوری با پارامترهای مختلف متفاوت بوده است. نمونه فرآوری شده با سرعت چرخش 630rpm و سرعت حرکت طولی630mm/min مقاومت به خوردگی بیش از دو برابر فلز پایه از خود نشان داده است. نتایج نشان داد که افزایش مقاومت به خوردگی مربوط به همگن شدن و ریز شدن اندازه دانه در نمونه های فرآوری می باشد. اندازه دانه ریز سبب بهبود عملکرد فیلم پسیو و افزایش مقاومت به خوردگی می شود. همچنین نتایج حاصل از اندازه گیری پتانسیل سطح و غوطه وری نشان داد که فازهای بین فلزی در میکروساختار بدلیل پتانسیل خوردگی بالاتر در زمینه منیزیم نقش کاتد را ایفا کرده و می توانند مناطق ترجیحی برای شروع خوردگی باشند.