The effect of a Sc : Zr ratio on the corrosion resistance of cast Al–Mg alloys

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The results of the studies of the corrosion resistance of Al–Mg alloys with different contents of magnesium and different ratios of scandium and zirconium (Sc : Zr) have been presented. The alloys have been obtained using induction casting. The effect of the annealing temperature on the microhardness and specific electrical resistivity of cast Al–Mg–Sc–Zr alloys has been studied. Electrochemical corrosion tests were performed in an environment simulating intergranular corrosion in aluminum alloys. It has been shown that an increase in the content of magnesium results in an increase in the corrosion current, and a decrease in the content of scandium (under the condition of Sc + Zr = const) results in a decrease in the rate of intergranular corrosion. It has been established that the dependence of the corrosion current density on the annealing temperature of Al–Mg–Sc–Zr alloys with an increased Sc : Zr ratio exhibits a non-monotonic pattern with a maximum.

作者简介

N. Kozlova

Lobachevsky National Research State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: nakozlova@nifti.unn.ru
俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603600

A. Nokhrin

Lobachevsky National Research State University

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603600

V. Chuvil’deev

Lobachevsky National Research State University

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603600

Ya. Shadrina

Lobachevsky National Research State University

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603600

A. Bobrov

Lobachevsky National Research State University

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603600

M. Chegurov

Lobachevsky National Research State University

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603600

参考

  1. Захаров В.В., Фисенко И.А. Влияние небольших добавок переходных металлов на структуру и свойства малолегированного сплава Al–Sc // Технология легких сплавов. 2020. № 3. С. 11–19.
  2. Ralston K.D., Birbilis N., Davies C.H.J. Revealing the relationship between grain size and corrosion rate of metals // Scripta Mater. 2010. V. 63. № 12. P. 1201–1204.
  3. Ralston K.D., Birbilis N. Effect of Grain Size on Corrosion: A Review // Corrosion Science. 2010. V. 66. № 7. Р. 7500501–7500513.
  4. Ralston K.D., Fabijanic D., Birbilis N. Effect of grain size on corrosion of high purity aluminium // Electrochimica Acta. 2011. V. 56. № 4. P. 1729–1736.
  5. Fang H.C., Chao H., Chen K.H. Effect of recrystallization on intergranular fracture and corrosion of Al–Zn–Mg–Cu–Zr alloy // J. Alloys Compounds. 2015. V. 622. P. 166–173.
  6. Kannan B.M., Raja V.S. Enhancing stress corrosion cracking resistance in Al–Zn–Mg–Cu–Zr alloy through inhibiting recrystallization // Eng. Fracture Mechanics. 2010. V. 77. № 2. P. 249–256.
  7. Deng Y., Yin Z., Zhao K., Duan J., He Z. Effects of Sc and Zr microalloying additions on the microstructure and mechanical properties of new Al–Zn–Mg alloys // J. Alloys Compounds. 2012. V. 530. P. 71–80.
  8. Zhao P.-h., Wu X.-l., Liu Y., Gao K.-y., Wen S.-p., Wei W., Rong L., Huang H., Wu H., Zhou D.-j., Zhang Q., Nie Z.-r. Microstructure, mechanical properties and corrosion behavior of commercial 7N01 alloys // Trans. Nonferrous Metals Soc. China. 2022. V. 32. № 3. P. 778–789.
  9. Lee S.-L., Chiu Y.-C., Pan T.-A., Chen M.-C. Effects of Trace Amounts of Mn, Zr and Sc on the Recrystallization and Corrosion Resistance of Al–5Mg Alloys // Crystals. 2021. V. 11. № 8. P. 926.
  10. Li M.-j., Liu S., Wang X.-d., Shi Y.-J., Pan Q.-L., Zhou X.-J., Zhang R.-F., Birbilis N. Improved intergranular corrosion resistance of Al–Mg–Mn alloys with Sc and Zr additions // Micron. 2022. V. 154. P. 103202.
  11. Peng Y., Li S., Deng Y., Zhou H., Xu G., Yin Z. Synergetic effects of Sc and Zr microalloying and heat treatment on mechanical properties and exfoliation corrosion behavior of Al–Mg–Mn alloys // Mater. Sci. Eng. A. 2016. V. 666. P. 61–71.
  12. Kim S.H., Erb U., Aust K.T. Grain boundary character distribution and intergranular corrosion behavior in high purity aluminum // Scripta Materialia. 2001. V. 44. № 5. P. 835–839.
  13. Minoda T., Yoshida H. Effect of grain boundary characteristics on intergranular corrosion resistance of 6061 aluminum alloy extrusion // Metal. Mater. Trans. A. 2002. V. 33. P. 2891–2898.
  14. Lervik A., Wenner S., Lunder O., Marioara C.D., Holmestad R. Grain boundary structures and their correlation with intergranular corrosion in an extruded Al–Mg–Si–Cu alloy // Mater. Characterization. 2020. V. 170. P. 110695.
  15. Sun F., Nash G.L., Li Q., Liua E., He C., Shi C., Zhao N. Effect of Sc and Zr additions on microstructures and corrosion behavior of Al–Cu–Mg–Sc–Zr alloys // J. Mater. Sci. Techn. 2017. V. 33. № 9. P. 1015–1022.
  16. Liang Y., Li G., Liu L., Jiang J., Cao J., Shao W., Zhen L. Corrosion behavior of Al–6.8Zn–2.2Mg–Sc–Zr alloy with high resistance to intergranular corrosion // J. Mater. Research Techn. 2023. V. 24. P. 7552–7569.
  17. Zha M., Tian T., Jia H.-L., Zhang H.-M., Wang H. Sc/Zr ratio-dependent mechanisms of strength evolution and microstructural thermal stability of multi-scale hetero-structured Al–Mg–Sc–Zr alloys // J. Mater. Sci. Techn. 2023. V. 140. P. 67–78.
  18. Qiu Y., Yang X., Xu J., Li J., Xiang S., Chen Z., Sanders R.E. Enhanced mechanical property and corrosion resistance of alloy 5182 FSW joints by Sc and Zr alloying // Materials Characterization. 2022. V. 1946. P. 112412.
  19. Kannan B.M., Raja V.S. Influence of Heat Treatment and Scandium Addition on the Electrochemical Polarization Behavior of Al–Zn–Mg–Cu–Zr Alloy // Metal. Mater. Trans. A. 2007. V. 38. P. 2843–2852.
  20. Kim S.H., Erb U., Aust K.T. Grain boundary character distribution and intergranular corrosion behavior in high purity aluminum // Scripta Mater. 2001. V. 44. № 5. P. 835–839.
  21. Fang H., Liu H., Yan Y., Luo X., Xu X., Chu X., Lu Y., Yu K., Wang D. Evolution of texture, microstructure, tensile strength and corrosion properties of annealed Al–Mg–Sc–Zr alloys // Mater. Sci. Eng. A. 2021. V. 804. P. 140682.
  22. Qiu Y., Yang X., Li J., Xiang S., Shi J., Xu J., Sanders R.E. The influence of Sc and Zr additions on microstructure and corrosion behavior of AA5182 alloy sheet // Corrosion Sci. 2022. V. 199. P. 110181.
  23. Xia P., Wang S., Huang H., Zhou N., Song D., Jia Y. Effect of Sc and Zr Additions on Recrystallization Behavior and Intergranular Corrosion Resistance of Al–Zn–Mg–Cu Alloys // Materials. 2021. V. 14. P. 5516.
  24. Zhang Z., Sun J., Wu J., Xia J., Zhang B., Zuo P., Zhang B. Influence of heat treatment on corrosion behavior of Al–Mn–Mg–Sc–Zr alloy produced by laser powder bed fusion // J. Mater. Research Techn. 2023. V. 23. P. 4734–4746.
  25. Синявский В.С., Вальков В.Д., Титкова Е.В. Влияние добавок скандия и циркония на коррозионные свойства Al-Mg-сплавов // Защита металлов. 1998. Т. 34. № 6. С. 613–619.
  26. Zhang X., Zhou X., Nilsson J.-O., Zehua D., Cai C. Corrosion behaviour of AA6082 Al–Mg–Si alloy extrusion: Recrystallized and non-recrystallized structures // Corrosion Sci. 2018. V. 177. P. 163–171.
  27. Deng Y., Yang X., Zhang G. Nanostructure characteristics of Al3Sc1−xZrx nanoparticles and their effects on mechanical property and SCC behavior of Al–Zn–Mg Alloys // Materials. 2020. V. 13. P. 1909.
  28. Zhang J., Wang W. Corrosion behaviour between Al–Zr alloy conductor and Cu transition terminal via Sc addition // Chemistry Africa. 2020. V. 3. P. 317–321.
  29. Ahmad Z., Aleem A., Aleem B., Abbas M. Effect of scandium doping on the corrosion resistance and mechanical behavior of Al–3Mg alloy in neutral chloride solutions // Mater. Sci. Appl. 2011. V. 2. № 4. P. 244–250.
  30. Ahmad Z., Aleem A.B.J. Effect of nano Al (Scx−1Zrx) precipitates on the mechanical and corrosion behavior of Al–2.5Mg alloys // Mater. Corrosion. 2011. V. 62. № 4. P. 335–345.
  31. Rosalbino F., Delsante S., Borzone G., Scavino G. Assessing the corrosion resistance of binary Al–Sc alloys in chloride-containing environment // Mater. Corrosion. 2017. V. 68. № 4. P. 444–449.
  32. Чувильдеев В.Н., Нохрин А.В., Cмирнова Е.С., Копылов В.И. Исследование механизмов распада твердого раствора в литых и микрокристаллических сплавах системы алюминий-скандий. III. Анализ экспериментальных данных // Металлы. 2012. № 6. С. 82–92.
  33. Fujita T., Horita Z., Langdon T.G. Characteristics of diffusion in Al-Mg alloys with ultrafine grain sizes // Philosoph. Magazine A. 2002. V. 82. P. 2249–2262.
  34. Чувильдеев В.Н., Нохрин А.В., Смирнова Е.С., Копылов В.И. Исследование механизмов распада твердого раствора в литых и микрокристаллических сплавах системы Al-Sc. IV. Влияние распада твердого раствора на механические свойства сплавов // Металлы. 2013. № 5. С. 52–67.
  35. Шматко О.А., Усов Ю.В. Структура и свойства металлов и сплавов. Электрические и магнитные свойства металлов. Киев: Наукова думка, 1987. 325 с.
  36. Harada Y., Dunand D.C. Microstructure of Al3Sc with ternary rare-earth additions // Intermetallics. 2009. V. 17. P. 17–24.
  37. Harada Y., Dunand D.C. Microstructure of Al3Sc with ternary transition-metal additions // Materials Sci. Eng. A. 2002. V. 329–331. P. 686–695.
  38. Forbord B., Lefebvre W., Danoix F. Three dimensional atom probe investigation on the formation of Al3(Sc,Zr)-dispersoids in aluminium alloys // Scripta Materialia. 2004. V. 51. № 4. P. 333–337.
  39. Harada Y., Dunand D.C. Creep properties of Al3Sc and Al3(Sc,X) intermetallics // Acta Mater. 2000. V. 48. № 13. P. 3477–3487.
  40. Fuller C.B., Murray J.L., Seidman D.N. Temporal evolution of the nanostructure of Al(Sc,Zr) alloys: Part I – Chemical compositions of Al3(Sc1−xZrx) precipitates // Acta Mater. 2005. V. 53. P. 5401–5413.
  41. Fujikawa S.-I. Impurity diffusion of scandium in aluminium // Defect and Diffusion Forum. 1997. V. 143–147. P. 115–120.
  42. Kerkove M.A., Wood T.D., Sanders P.G., Kampe S.L., Swenson D. The diffusion coefficient of scandium in dilute aluminum-scandium alloys // Metal. Mater. Trans. A. 2014. V. 45. P. 3800–3805.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».