Wpływ obróbki cieplnej na odporność korozyjną materiałów kompozytowych o osnowie EN AW-2124 wzmacnianych cząstkami ceramicznymi Al2O3

• Autorzy: Dobrzański L.A. , Włodarczyk A. , Adamiak M. , Nawrat G.

Warianty tytułu

EN

Influence of heat treatment on corrosion resistance of PM composite materials based on EN AW-2124 aluminum alloy reinforced with the Al2O3 ceramic particles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu obróbki cieplnej na odporność korozyjną materiałów kompozytowych aluminium--cząstki ceramiczne. Badaniom poddano materiały kompozytowe o osnowie aluminiowej EN AW-2124 wzmacniane cząstkami ceramicznymi Al2O3 o różnym udziale objętościowym. Badane materiały poddane były obróbce cieplnej w celu polepszenia ich odporności korozyjnej. Te same rodzaje materiałów kompozytowych badane były bez obróbki, co umożliwiło porównanie odporności korozyjnej materiałów w obu stanach. Analizowane wyniki badań korozyjnych, określonych metodą potencjo-dynamiczną w 3% roztworze wodnym NaCl, wskazują, że podatność korozyjna badanych materiałów kompozytowych zależy od udziału objętościowego cząstek wzmacniających, a także od stanu, w jakim były badane. Na podstawie wyznaczonych krzywych polaryzacji anodowych stwierdzono, że badane materiały są podatne na korozję wżerową. Przedstawione wyniki badań wskazują, że materiały kompozytowe wzmocnione cząstkami ceramicznymi przy udziale 5 i 10% charakteryzują się większą odpornością korozyjną w wybranym środowisku w porównaniu do materiału osnowy, natomiast przy udziale 15% odporność ta jest gorsza, zwiększa się prąd roztwarzania anodowego i maleje opór polaryzacji. Porównanie otrzymanych wyników korozyjnych w obu stanach pozwala na stwierdzenie, iż przeprowadzona obróbka cieplna wpływa na polepszenie odporności korozyjnej materiałów kompozytowych.

EN

Investigation results are presented of the heat treatment effect on the corrosion resistance of the aluminium-ceramic particles composites. Examinations were made of the EN AW-2124 aluminium alloy (Table 1), and also of the composite materials with the matrix from this aluminium alloy reinforced with the Al2O3 ceramic particles with varying volume fractions. The X-ray phase analysis of the composite materials made it possible to identify reflections coming from the aluminium matrix and of the reinforcing particles (Fig. 1). The metallographic examinations of the investigated composite materials made it possible to observe the homogeneous distribution of the reinforcing material in the matrix; however, banding of the reinforcing particles parallel to the extrusion direction was noted on the longitudinal microsections (Fig. 2). Examinations of the composite materials on the scanning electron microscope before their heat treatment made it possible to reveal occurrences of the Al-Cu-Mg-Mn intermetallic phases precipitations (Fig. 3). The investigated materials were subjected to heat treatment to improve their corrosion resistance. The same types of the composite materials were also examined without the heat treatment, which made it possible to compare their corrosion resistance in both states. The analysed results of the corrosion tests, determined using the potentiodynamic method in the 3% water solution of NaCl indicate that the corrosion susceptibility of the investigated composite materials depends on the volume fraction of the reinforcing particles and also on the state in which they were examined. It was found out, basing on the determined anode polarisation curves and also on the electrochemical parameters (Table 2) that the investigated materials are susceptible to pitting corrosion. The investigation results indicate that the composite materials reinforced with the ceramic particles with the portions of 5 and 10% are characteristic of a higher corrosion resistance in the selected environment, compared to the matrix material, whereas at the 15% portion this resistance is worse, the anode digestion current grows and the anode polarisation resistance decreases. Comparison of the corrosion test results in both states makes it possible to state that the heat treatment improves the corrosion resistance of the composite materials. The exemplary microphotographs of the examined specimens' surfaces after the corrosion tests (Fig. 5) confirm the analysed investigation results.

Słowa kluczowe

PL

stop aluminium; materiał kompozytowy; metalurgia proszków; odporność korozyjna; krzywe polaryzacji

EN

aluminum alloy; composite material; powder metallurgy; corrosion resistance; polarisation curve

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 5, nr 1
• Strony: 30--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dobrzański L.A.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice

autor

Włodarczyk A.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice

autor

Adamiak M.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice

autor

Nawrat G.

• Politechnika Śląska, Katedra Chemii i Technologii Nieorganicznej, ul. Krzywoustego 6, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Dobrzański L.A., Włodarczyk A., Adamiak M., Materiały kompozytowe o osnowie stopu aluminium AlCu4Mg1 wzmacniane cząstkami ceramicznymi, 12th Scientific International Conference Achievements in Mechanical and Materials Engineering AMME 2003, Politechnika Śląska, Gliwice-Zakopane 2003.
• [2] Yeh J.W., Yuan S-Y., Peng Ch-H., A reciprocating extrusion process for producing hypereutectic Al-20 wt.% Si wrought alloys, Materials Science and Engineering A252 1998.
• [3] Dobrzański L.A., Włodarczyk A., Adamiak M., Structure, properties and corrosion resistance of PM composite materials based on EN AW-2124 aluminum alloy reinforced with the Al2O3 ceramic particles, Journal of Materials Processing Technology (w druku).
• [4] Orman M., Golian A., Korozja aluminium i jego stopów, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1963
• [5] Łuczak K., Liberski P., Śleziona J., Wpływ udziału objętościowego i wielkości cząstek na odporność korozyjną kompozytów aluminium-cząstki ceramiczne, Kompozyty (Composites) 2003, 3, 6, 75-78.
• [6] Moliński M. i in., Ochrona przed korozją - poradnik, WKŁ, Warszawa 1988.
• [7] Kiourtsidis G.E., Skolianos S.M., Pavlidou E.G., A study on pitting behaviour of AA2024/SiCp composites using the double cycle polarization technique, Corrosion Science 1999, 41.
• [8] Polska Norma PN-EN 573-3, Aluminium i stopy aluminium - Skład chemiczny i rodzaje wyrobów przerabianych plastycznie, 1998.