Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: durability and anticorrosive properties of passive layers

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Wpływ mechanicznych naprężeń statycznych i dynamicznych na trwałość i właściwości antykorozyjne warstw pasywnych

Orlikowski J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej. Chemia

2009

Nr 64(615)

3-89

Badania procesu pękania korozyjnego skupiają się głównie na długotrwałych badaniach niszczących, które wymagają zaangażowania wysokich kosztów, związanych z wykorzystaniem aparatury badawczej oraz z jej obsługą techniczną. Opierając się na modelu pękania warstw pasywnych, w którym czynnikiem wpływającym na proces inicjacji pękania korozyjnego jest pękanie warstwy pasywnej, wykonano badania właściwości mechanicznych warstw pasywnych na bazie pomiarów elektrochemicznych. Do tego celu wykorzystano nowoczesne techniki pomiarowe, takie jak dynamiczna spektroskopia impedancyjna oraz metoda emisji akustycznej. Po sprawdzeniu przydatności metod pomiaru do badań warstw pasywnych, opracowano konstrukcję naczynka do pomiarów elektrochemicznych, które umożliwiło prowadzenie równocześnie badań elektrochemicznych i mechanicznych. Takie rozwiązanie pozwoliło na wykonywanie klasycznych badań wytrzymałościowych, podczas których wykonywane były pomiary elektrochemiczne. Połączenie obu technik pomiaru stanowi pierwsze zastosowanie w dziedzinie pomiarów korozyjnych. Pozwoliło to na wyznaczenie właściwości mechanicznych warstw pasywnych zarówno w przypadku stali stopowej typu 1.4307, jak i wybranych stopów aluminium. W ten sposób wyznaczono krytyczną wartość odkształcenia, po przekroczeniu której następuje pękanie warstwy pasywnej i zapoczątkowanie procesów korozyjnych. Przeprowadzone badania stanowią ważny wkład w selekcję materiałów pod kątem oceny właściwości mechanicznej warstwy pasywnej. Badania wykazały, że pękanie warstwy pasywnej i następcze procesy korozyjne występują w warunkach, dla których nie zachodzą procesy korozyjne w przypadku braku działania sił rozciągających. Na podstawie pomiarów możliwe było wykazanie, że klasyczne stałoprądowe pomiary elektrochemiczne uniemożliwiają detekcję procesu pękania warstwy w sposób dokładny, bowiem ta metoda pomiaru wykrywa postęp procesów korozyjnych, które występują już po pęknięciu warstwy. Dynamiczna spektroskopia impedancyjna pozwala na badanie właściwości elektrycznych warstw pasywnych, ulegających drastycznej zmianie w przypadku zaniku jej ciągłości. W przypadku badań stopów aluminium dodatkową techniką pomiaru była metoda emisji akustycznej, która weryfikowała badania metodą dynamicznej spektroskopii impedancyjnej. Po wykonaniu serii pomiarów stopów aluminium stwierdzono, że dla stopów zawierających zwiększone ilości magnezu lub cynku proces pękania warstwy pasywnej występuje w zakresie odkształceń sprężystych, znajdujących się w strefie zgodności z prawem Hooka. Ponieważ ta grupa stopów ulega pękaniu korozyjnemu, możliwe było uzyskanie potwierdzenia, że zastosowania metodyka badawcza umożliwia monitorowanie pękania warstwy pasywnej, co z kolei pozwala na wyznaczanie podatności do występowania pękania korozyjnego określonej grupy stopów. Jest to ważny aspekt praktyczny, bowiem do tej pory nie była możliwa tak precyzyjna ocena właściwości mechanicznych warstw pasywnych pod kątem potencjalnego wpływu na proces inicjacji pękania korozyjnego. Z uwagi na to, że dynamiczna spektroskopia impedancyjna umożliwia bardzo szczegółowe badanie zmian warstw powierzchniowych metali i stopów, wykonano równoczesne pomiary mechaniczne i elektrochemiczne dla zakresu plastycznego stopu aluminium typu EN AW 5251. Pomiary umożliwiły detekcję zjawiska Portevina-Le Chateliera, na podstawie pomiarów elektrochemicznych. Pozwoliło to na wykonywanie pomiaru powierzchniowego zjawiska Portevina Le Chateliera, które do tej pory głównie było analizowane poprzez badanie właściwości objętościowych metalu. W wyniku wykorzystania matematycznych metod czasowo-częstotliwościowych, możliwa była dokładna analiza subtelna efektu Portevina-Le Chateliera. Należy zwrócić uwagę, że przeprowadzone badania pozwoliły po raz pierwszy na analizę efektu PLC na podstawie badań elektrochemicznych. Subtelna analiza efektu pozwala na znacznie precyzyjniejsze badanie tego zjawiska, np. badanie zmiany efektu PLC typu A i B w dziedzinie czasu, co do tej pory było możliwe tylko przy uwzględnieniu ocen rejestrów mechanicznych lub badań mikroskopowych.

Stress-corrosion cracking (SCC) examinations are mainly involved with long-term researches which require high costs to be engaged. These costs are strictly connected with application of scientific apparatus and its technical maintenance. Taking into consideration one of the most significant theory of the initiation stage of the SCC, in which the most important factor influencing the initiation stage of the SCC process is rupture of the protective passive film, electrochemical researches of the mechanical properties of the passive layer were performed by means of Dynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy (DEIS) and Acoustic Emission (AE). In the first step it was necessary to verify the application of DEIS and AE techniques in the field of passive layer cracking investigations. Successively it was demanded to elaborate proper construction of the electrochemical cell for simultaneous mechanical and electrochemical researches. As a result it was possible to carry out classical tensile tests with simultaneously proceeding electrochemical measurements. Such a combination was employed In the corrosion measurements for the first time. Thus, mechanical properties of the passive film on the 1.4307 stainless steel and aluminium alloys were determined. In this way, threshold strain value after exceeding of which the passive layer cracking process and initiation of the SCC occur was evaluated. Performed researches contribute a very important issue in the field of materials selection when considering mechanical properties of their passive films. Obtained results revealed that the passive layer cracking and the following corrosion processes occur in conditions of employed tensile stresses only. DEIS examinations allow to conclude that the classical DC measurements do not make possible detailed detection of the passive film rupture. DEIS method also enables to investigate electrical properties of the passive layer due to decay of its continuity. In the case of aluminium alloys an additional technique was applied - acoustic emission AE. It was used to verify the results obtained by means of DEIS method. AE examinations performed for aluminium alloys containing Mg or Zn revealed that the passive layer cracking process occurs in the region of elastic deformations where the Hook's law is obeyed. Taking into consideration that this group of aluminium alloys is susceptible to SCC process it was possible to confirm the fact that the applied measurement procedure is suitable for monitoring of the passive layer cracking process. It is a very significant practical matter, because of the fact that as for now any precise assessment of the mechanical properties of passive films in the field of SCC initiation stage was not possible. Additionally, the application of DEIS technique made it possible to detect Portevin-Le Chatelier (PLC) effect in the plastic deformation region of aluminium alloy EN AW 5251 on the basis of surface measurements and proper mathematical procedure of joint time-frequency methods. It is worth to emphasis that carried out investigations made it possibile to analyze the PLC effect on the basis of the electrochemical measurements for the first time. Discrete analysis of the PLC effect allows to examine this phenomenon more detaily. For example it enables to investigate changes of the PLC effect type A and B in time. As for now it was only possible by means of mechanical researches and microscopical examinations.