بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش به بررسی خوردگی تسمههای - Cu-xZn با مقادیر37، 30، x= 0 درصد وزنی - که تحت عملیات جوشکاری همزن اصطکاکی قرار گرفته بودند پرداخته شده است. رفتار خوردگی نمونه ها از طریق روشهای الکتروشیمیایی: پتانسیل مدار باز، پلاریزاسیون و طیفسنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول آبی 3/5 درصد NaCl مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان میدهند که جوشکاری همزن اصطکاکی باعث افزایش مقاومت به خوردگی ناحیهی HAZ و همزده جوش به دلیل ریزدانگی و پسیواسیون سریع، نسبت به فلز پایه میشود. همچنین با افزایش مقدار Zn در برنجهای تکفاز آلفا تا 37% مقاومت به پلاریزاسیون و خوردگی در آلیاژ افزایش مییابد.
مقدمه
در جوشکاری همزن اصطکاکی با توجه به اینکه اتصال در حالت جامد و در اثر سیلان فلز صورت میگیرد تنش پسماند و ریزساختار متفاوتی در ناحیه همزده و نیز نواحی مجاور جوش نمونه نسبت به انواع روش های جوشکاری ذوبی ایجاد می شود. به همین دلیل رفتار خوردگی نمونههای جوشکاری همزن اصطکاکی می تواند متفاوت از نمونه های جوشکاری ذوبی باشد و لذا مطالعه آن حایز اهمیت است. فرانکل و ژیا [1] اولین بار خوردگی حفره ای و ترک ناشی از خوردگی تنشی را در آلیاژ 5454 Al جوشکاری همزن اصطکاکی شده با نمونه های جوشکاری قوس الکتریکی تحت گاز محافظ - GTAW - مقایسه نموده و نشان دادند که خوردگی حفرهای در نمونههای جوشکاری همزن اصطکاکی، فقط در ناحیه HAZ و در نمونههای GTAW فقط در ناحیه دندریتی ناحیه مجاور ذوب اتفاق می افتد.
ضمن اینکه مقاومت در برابر خوردگی حفره ای محل جوش همزن اصطکاکی را بالاتر از فلز پایه و نمونه GTAW گزارش کرده اند. [5-2] در مورد مس و برنج ها نیز مقاومت به خوردگی برنجهای با ریزساختار فاز در محلول NaCl بالاتر از مس خالص گزارش شده است .[6] در محلول بور نیز فتاحالحسینی و همکاران بر روی رفتار خوردگی مس جوشکاری همزن اصطکاکی شده مطالعه کردهاند و به این نتیجه رسیدند که ناحیهی جوش مقاومت پلاریزاسیون بالاتری نسبت به فلز پایه دارد.
مواد و روش تحقیق
در این پژوهش از تسمههای Cu-xZn به ابعاد 2×10×10mm محصول کارخانه مس کرمان استفاده گردید که در آن x مقادیری نظیر 0، 30 و 37 درصد وزنی داشت. جهت حذف سابقه عملیات مکانیکی و حرارتی صورت گرفته تمامی تسمهها تحت عملیات حرارتی آنیل قرار گرفتند. عملیات حرارتی آنیل نمونهها در دمای 700℃ به مدت یک ساعت انجام شده و نمونهها در کوره سرد شدند. جوشکاری همزن اصطکاکی با استفاده از ابزار فولاد گرمکار H13 انجام شد. قطر ابزار مورد استفاده 12mm بود که پین استوانهای به قطر 2/5mm و ارتفاع 1/8mm روی آن قرار داشت. جوشکاری در یک پاس تحت سرعت دورانی 450rpm و سرعت پیشروی 100mm/min انجام شد.
نمونهها برای بررسیهای خوردگی الکتروشیمیایی در ابعاد 2×10×5 mm برش داده شدند و تا سنباده 3000 تحت عملیات سنبادهزنی قرار گرفتند و سپس چربیزدایی و اکسیدزدایی شدند. بررسی رفتار پلاریزاسیون در محلول 3/5% NaCl توسط دستگاه پتانسیواستات/گالوانواستات ساخت شرکت بهپژوه انجام گرفت. طیفسنجی امپدانس الکتروشیمیایی نیز توسط دستگاه EG&G Parstat 2263 انجام شد. برای تهیه محلول از آب مقطر و کلرید سدیم خالص با درجه خلوص 99% استفاده شد. مدت زمان غوطهوری برای نمونهها 5400 ثانیه در نظر گرفته شد که در انتهای آزمون به مدت 1500 ثانیه پتانسیل مدار باز توسط دستگاه ثبت گردید.
