عناصر آلیاژ نقش مهمی در تعیین مقاومت خوردگی در آلیاژ روی ریخته گری دارند. من به عنوان تأمین کننده ریخته گری آلیاژ روی ، دست اول شاهد بوده ام که چگونه عناصر مختلف آلیاژ می توانند به طور قابل توجهی بر عملکرد و دوام این مؤلفه ها تأثیر بگذارند. در این پست وبلاگ ، من عناصر مختلف آلیاژ را که معمولاً در آلیاژهای روی و تأثیرات آنها بر مقاومت در برابر خوردگی استفاده می شود ، بررسی خواهم کرد.
درک ریخته گری آلیاژ روی
ریخته گری آلیاژ روی به دلیل خاصیت مکانیکی عالی ، دقت ابعاد بالا و مقاومت در برابر خوردگی خوب در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. آنها معمولاً در برنامه هایی مانند قطعات خودرو ، اجزای هوافضا و وسایل پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند.ریخته گری آلیاژ روی برای وسایل پزشکیباریخته گری آلیاژ روی برای اجزای هوافضاوتریخته گری آلیاژ روی برای قطعات خودروبرخی از برنامه های خاص که در آن این ریخته گری های مرده بسیار ارزشمند هستند.
عناصر آلیاژ مشترک در آلیاژهای روی
- آلومینیوم (AL)
- آلومینیوم یکی از رایج ترین عناصر آلیاژ در آلیاژهای روی است. این قدرت ، سختی و سیالیت آلیاژ را در طی فرآیند ریخته گری مرده بهبود می بخشد. از نظر مقاومت در برابر خوردگی ، آلومینیوم یک لایه محافظ اکسید بر روی سطح آلیاژ روی تشکیل می دهد که به جلوگیری از خوردگی بیشتر کمک می کند. این لایه اکسید به عنوان یک مانع عمل می کند و باعث کاهش میزان اکسیداسیون و محافظت از فلز اساسی در برابر عوامل محیطی می شود.
- با این حال ، مقادیر بیش از حد آلومینیوم می تواند منجر به تشکیل ترکیبات بین فلزی شود ، که ممکن است مقاومت خوردگی آلیاژ را کاهش دهد. بنابراین ، محتوای آلومینیوم در آلیاژهای روی با دقت کنترل می شود تا به تعادل بهینه بین خصوصیات مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی برسد.
- مس (مس)
- مس دیگر عنصر مهم آلیاژ در آلیاژهای روی است. این قدرت ، سختی و مقاومت در برابر آلیاژ را تقویت می کند. مس همچنین مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای روی ، به ویژه در محیط های اسیدی را بهبود می بخشد. این یک لایه با پایدار مس روی سطح آلیاژ تشکیل می دهد ، که محافظت بیشتری در برابر خوردگی فراهم می کند.
- افزودن مس همچنین می تواند باعث بهبود قابلیت آلیاژ شود و تولید اشکال پیچیده با دقت بالا را آسان تر می کند. با این حال ، مانند آلومینیوم ، مقادیر بیش از حد مس می تواند تأثیر منفی بر مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ داشته باشد. بنابراین ، محتوای مس به طور معمول برای اطمینان از بهترین عملکرد محدود به یک محدوده خاص است.
- منیزیم (میلی گرم)
- منیزیم اغلب در مقادیر کمی به آلیاژهای روی اضافه می شود تا خصوصیات مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشد. به عنوان یک پالایشگاه دانه عمل می کند و اندازه دانه آلیاژ را کاهش می دهد و استحکام و انعطاف پذیری آن را بهبود می بخشد. منیزیم همچنین یک لایه اکسید محافظ را روی سطح آلیاژ تشکیل می دهد که به جلوگیری از خوردگی کمک می کند.
- علاوه بر این ، منیزیم می تواند سیالیت آلیاژ را در طی فرآیند ریخته گری مرده بهبود بخشد و باعث می شود تا حفره های قالب آسان تر شود. با این حال ، منیزیم بسیار واکنشی است و می تواند با سایر عناصر موجود در آلیاژ مانند آلومینیوم و مس واکنش نشان دهد تا ترکیبات بین فلزی تشکیل شود. این ترکیبات در صورت کنترل صحیح می توانند مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ را کاهش دهند.
- نیکل (نیکل)
- نیکل گاهی اوقات برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی آنها ، به ویژه در محیط های با درجه حرارت بالا و پرشور ، به آلیاژهای روی اضافه می شود. این یک لایه غنی از نیکل را بر روی سطح آلیاژ تشکیل می دهد ، که محافظت عالی در برابر خوردگی را فراهم می کند. نیکل همچنین قدرت و سختی آلیاژ را تقویت می کند و آن را برای برنامه هایی که در آن به خواص مکانیکی بالا مورد نیاز است ، مناسب تر می کند.
- با این حال ، نیکل یک عنصر آلیاژ نسبتاً گران است و افزودن آن می تواند هزینه آلیاژ روی را افزایش دهد. بنابراین ، استفاده از نیکل در آلیاژهای روی به طور معمول محدود به برنامه های خاص است که در آن مزایای آن از هزینه بالاتر است.
تأثیر عناصر آلیاژ بر مقاومت در برابر خوردگی
مقاومت در برابر خوردگی ریخته گری آلیاژ روی توسط چندین عامل از جمله نوع و میزان عناصر آلیاژ ، ریزساختار آلیاژ و شرایط محیطی تحت تأثیر قرار می گیرد. موارد زیر برخی از روشهای اصلی که عناصر آلیاژ بر مقاومت خوردگی آلیاژهای روی تأثیر می گذارد:
- تشکیل لایه های محافظ
- همانطور که در ابتدا گفته شد ، عناصر آلیاژ مانند آلومینیوم ، مس ، منیزیم و نیکل می توانند اکسید محافظ یا لایه های غنی از فلز را روی سطح آلیاژ روی تشکیل دهند. این لایه ها به عنوان موانع عمل می کنند و از نفوذ اکسیژن ، رطوبت و سایر عوامل خورنده به فلز اساسی جلوگیری می کنند. ترکیب و ضخامت این لایه ها به نوع و میزان عناصر آلیاژ و همچنین شرایط محیطی بستگی دارد.
- به عنوان مثال ، در یک آلیاژ روی-آلومینیوم ، آلومینیوم یک لایه اکسید نازک و متراکم تشکیل می دهد که محافظت عالی در برابر خوردگی را فراهم می کند. این لایه از خود درمانی است ، به این معنی که اگر آسیب دیده باشد ، می تواند در شرایط مناسب اصلاح شود و همچنان به محافظت از فلز ادامه دهد.
- اصلاح ریزساختار
- عناصر آلیاژ همچنین می توانند بر ساختار آلیاژ روی تأثیر بگذارند ، که به نوبه خود بر مقاومت در برابر خوردگی آن تأثیر می گذارد. به عنوان مثال ، افزودن آلومینیوم می تواند اندازه دانه آلیاژ را اصلاح کند و تعداد مرزهای دانه را کاهش دهد. مرزهای دانه اغلب نسبت به فلز فله مستعد ابتلا به خوردگی هستند ، بنابراین کاهش تعداد آنها می تواند مقاومت خوردگی آلیاژ را بهبود بخشد.
- به طور مشابه ، تشکیل ترکیبات بین فلزی به دلیل وجود عناصر آلیاژ نیز می تواند بر رفتار خوردگی آلیاژ تأثیر بگذارد. برخی از ترکیبات بین فلزی می توانند به عنوان کاتدها یا آندس عمل کنند و باعث خوردگی گالوانیک می شوند. بنابراین ، ریزساختار آلیاژ باید با دقت کنترل شود تا تأثیر منفی ترکیبات بین فلزی بر مقاومت در برابر خوردگی به حداقل برسد.
- ترکیب آلیاژ و حساسیت به pH
- ترکیب آلیاژ روی ، از جمله نوع و میزان عناصر آلیاژ ، همچنین می تواند بر حساسیت آن به محیط های مختلف pH تأثیر بگذارد. به عنوان مثال ، آلیاژهای روی با محتوای مس بالا به طور کلی در برابر خوردگی در محیط های اسیدی مقاوم تر هستند ، در حالی که کسانی که دارای آلومینیومی بالایی هستند در برابر خوردگی در محیط های قلیایی مقاوم تر هستند.
- درک حساسیت pH آلیاژ روی برای انتخاب آلیاژ مناسب برای یک برنامه خاص مهم است. به عنوان مثال ، در برنامه هایی که آلیاژ روی در معرض مواد شیمیایی اسیدی قرار می گیرد ، ممکن است یک آلیاژ غنی از مس مناسب تر باشد.
ملاحظات عملی برای تأمین کنندگان
به عنوان تأمین کننده ریخته گری آلیاژ روی ، مهم است که تأثیر عناصر آلیاژ در مقاومت در برابر خوردگی را هنگام انتخاب آلیاژ مناسب برای برنامه مشتری در نظر بگیرید. موارد زیر برخی ملاحظات عملی است:
- الزامات درخواست
- اولین قدم درک نیازهای خاص برنامه ، از جمله شرایط محیطی ، خصوصیات مکانیکی مورد نیاز و عمر سرویس مورد انتظار مؤلفه است. براساس این الزامات ، عناصر آلیاژ مناسب و مقادیر آنها می توانند برای دستیابی به مقاومت در برابر خوردگی مورد نظر و خصوصیات مکانیکی انتخاب شوند.
- به عنوان مثال ، اگر این مؤلفه در یک محیط دریایی استفاده شود ، جایی که در معرض آب شور و رطوبت زیاد قرار خواهد گرفت ، ممکن است آلیاژ با آلومینیوم بالا و منیزیم مناسب تر باشد. از طرف دیگر ، اگر این مؤلفه در موتور خودرو استفاده شود ، جایی که در معرض دمای بالا و گازهای اسیدی قرار خواهد گرفت ، ممکن است یک آلیاژ با مس و نیکل بالا ترجیح داده شود.
- کنترل کیفیت
- اطمینان از کیفیت ریخته گری آلیاژ روی برای دستیابی به مقاومت در برابر خوردگی مورد نظر ضروری است. این شامل کنترل ترکیب آلیاژ ، پارامترهای فرآیند ریخته گری و درمان های پس از پردازش است.
- به عنوان مثال ، ترکیب آلیاژ باید با دقت مورد بررسی قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که مطابق با الزامات مشخص شده است. پارامترهای فرآیند ریخته گری ، مانند دما ، فشار و میزان خنک کننده نیز می تواند بر ساختار و مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ تأثیر بگذارد. بنابراین ، این پارامترها برای تولید ریخته گری های با کیفیت بالا باید بهینه شوند.
- درمان سطحی
- علاوه بر انتخاب آلیاژ مناسب و کنترل فرآیند ریخته گری قالب ، از درمان سطح نیز می توان برای بهبود مقاومت خوردگی ریخته گری های آلیاژ روی استفاده کرد. درمان های سطح مشترک شامل آبکاری ، نقاشی و انفعال است.
- آبکاری می تواند یک لایه محافظ از فلز روی سطح آلیاژ روی ، مانند کروم ، نیکل یا روی فراهم کند. نقاشی می تواند یک مانع فیزیکی بین فلز و محیط ایجاد کند و از نفوذ عوامل خورنده جلوگیری کند. انفعال می تواند با تشکیل یک فیلم نازک و منفعل روی سطح ، مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ را بهبود بخشد.
پایان
در نتیجه ، عناصر آلیاژ نقش مهمی در تعیین مقاومت خوردگی ریخته گری آلیاژ روی دارند. با انتخاب دقیق نوع و میزان عناصر آلیاژ ، تأمین کنندگان می توانند ریخته گری آلیاژ روی را با مقاومت در برابر خوردگی عالی و خصوصیات مکانیکی ، مناسب برای طیف گسترده ای از برنامه ها تولید کنند. درک تأثیر عناصر آلیاژ بر مقاومت در برابر خوردگی برای اطمینان از کیفیت و عملکرد این مؤلفه ها ضروری است.
اگر علاقه مند به خرید ریخته گری آلیاژ روی با کیفیت بالا برای برنامه خاص خود هستید ، لطفاً برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید و در مورد نیازهای خود صحبت کنید. ما متعهد هستیم که بهترین راه حل ها و محصولات را برای پاسخگویی به نیازهای شما در اختیار شما قرار دهیم.
منابع
- دیویس ، جونیور (ویرایش). (2001). آلیاژهای روی و روی. ASM International.
- شفلر ، آل (1949). نمودار قانون اساسی برای فلزات جوش از جنس استنلس استیل. ژورنال جوشکاری ، 28 (10) ، 601S-608S.
- Uhlig ، HH ، & Revie ، RW (1985). کنترل خوردگی و خوردگی: مقدمه ای بر علوم و مهندسی خوردگی. Wiley-Interscience.