corrosion resistance
در نشریات گروه مواد و متالورژی-
مقدمه و اهداف
خواص پوشش های حاصل از پاشش سرد به متغیرهای فرایند وابسته است. هدف از این پژوهش، بررسی اثر فشار گاز و فاصله پاشش در فرایند پاشش سرد فلز روی بر بستر فولاد کم کربن است.
مواد و روش هادر این پژوهش، ابتدا پودر فلز روی در فشارهای 20 و 30 بار و فواصل پاشش 20 و 30 میلی متر پاشش شدند. ریزساختار پوشش های ایجادشده با میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی بررسی و ریزسختی پوشش ها اندازه گیری شد. سپس، پوشش منتخب و بستر فولادی تحت آزمون خوردگی پلاریزاسیون تافل قرار گرفتند.
یافته هانتایج نشان داد که افزایش فشار گاز از 20 به 30 بار باعث کاهش تخلخل و افزایش ریزسختی ناشی از تغییرشکل بیشتر می شود. همچنین در فشار ثابت، فاصله پاشش 20 میلی متر، کم ترین تخلخل و بیش ترین ریزسختی را به دلیل دمای بالاتر ذرات هنگام برخورد به بستر دارد. نتایج به دست آمده از آزمون پلاریزاسیون نشان داد که پوشش نسبت به بستر ماهیت فداشونده دارد و چگالی جریان خوردگی را 48 درصد و نرخ خوردگی را 33 درصد نسبت به بستر کاهش می دهد.
نتیجه گیریدر این پژوهش، تاثیر فشار گاز و فاصله پاشش در فرایند پاشش سرد فلز روی بر بستر فولاد کم کربن بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش فشار گاز از 20 به 30 بار و کاهش فاصله پاشش از 30 به 20 میلی متر باعث بهبود تخلخل و افزایش ریزسختی پوشش ها می شود. یافته های این تحقیق، می تواند در بهینه سازی متغیرهای فرایند پاشش سرد فلز روی برای استفاده در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، نیروگاهی و زیرساخت های دریایی به کار رود.
کلید واژگان: پاشش سرد، فولاد، فلز روی، تخلخل، مقاومت به خوردگیIntroduction and ObjectivesThe properties of coatings deposited by cold spray depend on the parameters of the process. The aim of this research is to investigate the effect of gas pressure and stand-off distance of cold spray process of zinc on a low carbon steel substrate.
Materials and MethodsIn this research, zinc powder was sprayed at pressures of 20 and 30 bar and stand-off distances of 20 and 30 mm. The microstructure of the coatings was investigated using optical and scanning electron microscope and the micro-hardness of the coatings was measured. Then, the selected coating and steel substrate were subjected to polarization corrosion test.
ResultsThe results showed that increasing the gas pressure from 20 to 30 bar decreased the porosity and increased the micro-hardness due to further deformation. Also, for a constant pressure, the stand-off distance of 20 mm has the lowest porosity and the highest micro-hardness due to the higher temperature of the particles when impact the substrate. The results obtained from the polarization test show that the coating has a sacrificial nature compared to the substrate and reduces the corrosion current density by 48% and corrosion rate by 33% compared to the substrate.
ConclusionIn this study, the effect of gas pressure and stand-off distance of cold spray process of zinc on low carbon steel substrate was investigated. The results showed that increasing the gas pressure from 20 to 30 bar and reducing the stand-off distance from 30 to 20 mm improved porosity and increased coatings micro-hardness. The results of this study can be used to optimize the parameters of the cold spraying of zinc for use in various industries such as automotive, power plants and marine infrastructure.
Keywords: Cold Spray, Steel, Zinc, Porosity, Corrosion Resistance -
In this study, Ni-Co-La₂O₃-CeO₂ composite coatings were deposited on an AISI 430 steel substrate using the electroless method. The microstructure and corrosion behavior of coatings obtained at different bath pHs (8, 8.5, 9, 9.5, and 10) were investigated. Coating characterization was performed using a scanning electron microscope (SEM). To assess corrosion resistance, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests were conducted in a 3.5% NaCl aqueous solution. Microstructural examination showed that the coating formed at pH 9 has greater uniformity than the other coatings. Additionally, under this condition, the highest weight percentage of reactive elements (La and Ce) was present in the coating. The Tafel polarization test results demonstrated that applying the composite coating significantly reduces the corrosion current density of the uncoated sample. The positive effect of the coating on increasing the corrosion resistance of the steel is particularly significant for the coating formed at pH 9. In this case, the corrosion current density was reduced by more than 20 times (from 17.35 µA·cm⁻² to 0.8 µA·cm⁻²) compared to the uncoated sample. The results obtained from electrochemical impedance spectroscopy (EIS) further support these findings. According to the EIS data, the charge transfer resistance for the uncoated sample was 4089 Ω·cm², while applying coatings at pH levels of 8, 8.5, 9, 9.5, and 10 increased the charge transfer resistance to 13,214, 19,840, 28,318, 17,060, and 9446 Ω·cm², respectively.Keywords: Corrosion Resistance, Composite Coating, Potentiodynamic Polarization, Electrochemical Impedance Spectroscopy
-
این مقاله به بررسی خواص مقاومت به خوردگی پوشش های ایجاد شده روی تیتانیوم از طریق اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمائی در حضور سدیم تنگستات (1 و g/l 3) پرداخته است. نمونه های پوشش داده شده تحت آزمون های خوردگی در محلول کلرید سدیم قرار گرفتند تا عملکرد حفاظتی آن ها ارزیابی شود. نمونه هایی که حاوی تنگستن بودند، دارای اندازه تخلخل های کوچک تر با توزیع یکنواخت تر بودند. همچنین پوشش های حاوی تنگستن دارای فاز آناتاز بودند، در حالی که پوشش فاقد تنگستن دارای هر دو فاز آناتاز و روتایل بود. نتایج آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیائی نشان دهنده عملکرد سدی قوی پوشش های حاوی تنگستن و پایداری آن ها با گذشت زمان غوطه وری بود. پوشش با بیش ترین درصد تنگستن و ضخامت حاصل از حمام با g/l 3 تنگستات دارای بیش ترین مقاومت سدی (kΩ.cm2 886) در مقایسه با سایر پوشش ها بود. با افزایش زمان غوطه وری، این پوشش با افزایش مقاومت سدی توانست به بالاترین مقدار (kΩ.cm2 997) پس از 63 روز غوطه وری برسد. این در حالی بود که کم ترین میزان مقاومت سدی مربوط به نمونه فاقد تنگستن بود که افت شدیدی را با گذشت زمان غوطه وری تجربه کرد.کلید واژگان: مقاومت به خوردگی، پوشش، اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمائی، سدیم تنگستات، کلرید سدیمThis paper investigates the corrosion resistance properties of coatings produced by plasma electrolytic oxidation (PEO) on titanium in the presence of sodium tungstate (1 and 3 g/l). The coated samples were subjected to corrosion tests in sodium chloride solution to evaluate their protective performance. The samples containing tungsten had smaller porosity with a more uniform distribution. Also, the tungsten-containing coatings had an anatase phase, while the tungsten-free coating had both anatase and rutile phases. The results of the electrochemical impedance spectroscopy test showed the strong barrier performance of tungsten-containing coatings and their stability with the passage of immersion time. The coating with the highest percentage of tungsten and the thickness obtained from the bath with 3 g/l tungstate had the highest barrier resistance (886 kΩ.cm2) compared to other coatings. By increasing the immersion time, this coating could reach the highest value (997 kΩ.cm2) after 63 days of immersion by increasing the barrier resistance. This was while the lowest barrier resistance was related to the tungsten-free sample, which experienced a severe drop with increasing the immersion time.Keywords: Corrosion Resistance, Coating, Plasma Electrolytic Oxidation, Sodium Tungstate, Sodium Chloride
-
Ultrasonic shot peening (USP) is a surface treatment technique widely employed in the automotive, aerospace, and marine industries to enhance the mechanical and metallurgical properties of components. This enhancement is achieved by inducing compressive residual stresses on material surface using spherical shots resonated by a vibrating body, known as the sonotrode. The controllability of USP, with variables such as shot properties (material and size), peening distance, peening duration, peening intensity, peening coverage, and the amplitude of sonotrode vibration, has attracted significant attention from engineers and researchers. To ensure the industrial reliability of USP, a thorough investigation of the process is necessary. This paper aims to review relevant research conducted since 1999 to shed light on the effects of USP on different material properties, including grain size, fatigue strength, corrosion behavior, hardness, and other mechanical, metallurgical, and electrochemical characteristics. A review of the pertinent literature demonstrates that USP can effectively reduce surface grains of materials to a range of 10 to 100 nm while producing surface compressive residual stresses up to 900 MPa. It also significantly enhances fatigue resistance at low strain amplitudes by retarding crack initiation and growth. Although USP increases surface roughness, it can improve corrosion resistance when applied with an optimal peening duration. Additionally, USP can substantially increase hardness, yield strength, tensile strength, and wear resistance.
Keywords: Ultrasonic Shot Peening, Surface Treatment, Compressive Residual Stress, Corrosion Resistance -
In this research study, a composite coating of Ni-Co/SiC-CeO2 was prepared on a copper substrate using the pulse electrodeposition technique. The effects of electrodeposition parameters, including current density, duty cycle, and frequency, on the properties of the prepared coating were investigated. The selected current density values were 0.1, 0.2, and 0.3 A/cm2, the duty cycle options were 10, 20, and 30%, and the frequency values were 10, 100, and 1000 Hz. Increasing the current density enhanced the microhardness of the coating but reduced its corrosion resistance. This behavior can be attributed to the grain refinement occurring within the coating as the current density increases. On the other hand, an increase in duty cycle resulted in a decrease in microhardness, which can be attributed to a decrease in the concentration of nanoparticles within the coating. The lower corrosion resistance observed at higher duty cycles could be attributed to the decrease in off-time, causing the pulse electrodeposition conditions to approach a DC (direct current) state. Furthermore, higher frequencies were found to be associated with increased microhardness and improved corrosion resistance of the coatings. The coatings with the highest corrosion resistance exhibited a corrosion current density of 0.29 µA/cm2 and a polarization resistance of 1063 Ω.cm2 in a 3.5% NaCl solution. These coatings were prepared using a current density of 0.2 A/cm2, a duty cycle of 10%, and a frequency of 1000 Hz.
Keywords: Ni-Co, Sic-Ceo2 Coatings, Current Density, Duty Cycle, Frequency, Corrosion Resistance -
اخیرا استفاده از آلیاژهای غیرآهنی در صنعت خودروسازی به جهت خواص مطلوب به میزان چشمگیری افزایش پیدا کرده است اما با توجه به شرایط کاری در موتور خودرو اعمال پوشش به منظور محافظت از سطوح و افزایش طول عمر قطعه الزامی می باشد. در این پژوهش، ابتدا پوشش اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی بر روی سطح استکان تایپیت آلومینیومی که همواره با بادامک های میل سوپاپ در تماس است، اعمال می شود و در ادامه خواص متالورژیکی پوشش ایجاد شده بر روی زیرلایه در الکترولیت های سیلیکاتی و آلومیناتی مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. نتایج حاصل از مطالعات فازی نشان می دهد که حین فرایند پوشش دهی فازهایی نظیر α-Al2O3 و γ-Al2O3 بر روی سطح ایجاد می شود به علاوه پوشش اکسیدی نهایی به دلیل برخورداری از خواص و کیفیت مطلوب، مقاومت در برابر خوردگی و سایش را به شکل قابل توجهی بهبود می بخشد به نحوی که سرعت خوردگی پوشش ایجاد شده در الکترولیت سیلیکاتی و آلومیناتی به ترتیب 19 و 22 برابر و نرخ سایش نیز به ترتیب 6 و 9 برابر نسبت به نمونه فاقد پوشش کاهش می یابد. در انتها بررسی های میکروسکوپی نیز نشان می دهد که قطر متوسط تخلخل ها در پوشش PEO ایجاد شده در الکترولیت سیلیکاتی نسبت به پوشش آلومیناتی بزرگتر است.
کلید واژگان: اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی، آلیاژ آلومینیوم، استکان تایپیت، مقاومت به خوردگی، مقاومت به سایشRecently, the consumption of non-ferrous alloys has increased significantly in the automotive industry due to their desirable properties, but according to the working conditions of car engine, it is necessary to apply coating to protect the surfaces and extend the lifetime of the car engine compartments. In this study, firstly, electrolytic plasma oxidation (PEO) is coated on the surface of the aluminium hydraulic tappet which is always in contact with the camshaft lobes, and then the metallurgical properties of the coating formed on the substrate in silicate and aluminate electrolytes are investigated. The results of the phase studies indicate that during the coating process, phases such as α-Al2O3 and γ-Al2O3 are created on the surface, moreover the plasma electrolytic oxidation coating resists against corrosion and wear strongly because of its favourable properties and quality. Compared to an uncoated sample, the corrosion rate and wear rate of coatings created in silicate and aluminate electrolytes decrease by 19 and 22 times, respectively, and by 6 and 9 times, respectively. Finally, the microscopic analysis reveals that the average diameter of the porosities in PEO coating formed in the silicate electrolyte is larger than that of coating generated aluminate electrolyte.
Keywords: Plasma Electrolytic Oxidation, Aluminium Alloy, Hydraulic Tappet, Corrosion Resistance, Wear Resistance -
مجله بین المللی انجمن آهن و فولاد ایران، سال بیستم شماره 1 (پیاپی 38، Winter and Spring 2023)، صص 82 -91در سالهای اخیر تلاشهایی جهت کنار گذاشتن پوشش کروم سخت به دلیل ضررهای زیست محیطی حمام های آبکاری آن صورت گرفته است. پوششهای Ni-Cr، Cr-Ni و Cr تولید شده در حمام های یون کروم سه ظرفیتی به دلیل سمیت کمتر حمام های آبکاری آنها، جایگزینهای خوبی برای پوشش کرم سخت هستند. در تحقیق حاضر پوشش Ni-Cr در حمام یون سه ظرفیتی تولید شده و اثر غلظت اسید فورمیک یه عنوان عامل کمپلکس ساز در آن بررسی شده است. مکانیزم رسوب الکتروشیمیایی پوشش با روش ولتامتری سیکلی بررسی شد. برای بررسی ریز ساختار آن از آزمونهای SEM و XRD استفاده شد. آزمونهای سایش پین به روی دیسک و پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی به ترتیب برای بررسی رفتار سایشی و خوردگی آن استفاده شدند. نتایج نشان داد که افزایش غلظت اسید فورمیک در حمام آبکاری باعث افزایش رسوب اتمهای کروم در پوشش می شود. همچنین افزایش غلظت اسید فورمیک در حمام آبکاری تا 30 گرم بر لیتر باعث افزایش بسیار زیاد سختی تا حدود سختی پوشش های کرم سخت می گردد. علت این امر رسوب کاربیدهای کروم حین آبکاری بود. حضور کاربیدهای کروم در پوشش با آزمون XRD اثبات شد. در غلظت 30 گرم بر لیتر اسید فورمیک، مقدار کروم در پوشش تا 86 درصد وزنی افزایش پیدا کرده و اندازه دانه آن تا 40 نانومتر کاهش پیدا کرد. بهترین مقاومت سایشی و خوردگی پوشش در مقدار 30 گرم بر لیتر اسید فورمیک در حمام حاصل شد. علت این امر سختی بسیار بالای پوشش و ساختار عاری از ترک آن بود.کلید واژگان: پوششهای Ni-Cr، رسوب دهی الکتریکی، اسید فورمیک، سختی، مقا.مت سایشی و خوردگیInternational Journal of iron and steel society of Iran, Volume:20 Issue: 1, Winter and Spring 2023, PP 82 -91In recent years, attempts have been made to put aside the hard chromium coating due to environmental damage to its plating baths. Due to their low toxicity, the Cr, Ni-Cr, and Cr-Ni coatings produced in the baths containing Cr 3+ ions are perfect substitutes for the hard chromium coatings. In this study, Ni-Cr coatings were created using electroplating, and the effect of formic acid concentration as complexing agents was investigated. Cyclic voltammetry tests studied the electrodeposition mechanism of coatings. The SEM and XRD methods were used to investigate the coatings' microstructure. The pinch-on-disk and potentiodynamic polarization tests were used to study coatings' wear and corrosion behavior. The results of the cyclic voltammetry test showed that increasing the concentration of formic acid resulted in increasing deposition of chromium ions during electrodeposition. Increasing the formic acid concentration in the bath to 30 g/L increased the micro-hardness of coatings to values similar to that obtained for the conventional hard chromium coating. It was due to the formation of chromium carbides during the electrodeposition process, as revealed in XRD patterns of coatings. In this case, the chromium content of the coating increases to 86 weight percent, and the grain size of the coatings is reduced to 40 nm. The coatings' best corrosion and wear resistance was obtained at 30 g/L formic acid in the bath due to the coatings' high hardness and crack-free microstructure.Keywords: Ni-Cr Coatings, Electrodeposition, Formic Acid, Hardness, Wear, Corrosion Resistance
-
مقدمه
در این تحقیق خواص پوشش های فسفاته روی (تک کاتیونی)، روی/ نیکل (دو کاتیونی) و روی/ نیکل/ منگنز (سه کاتیونی) مورد بررسی قرار گرفت.
روشمحلول فسفاته کاری پایه بر اساس تجربیات قبلی شامل اسید فسفریک، اسید نیتریک، شتاب دهنده ها و مواد اصلاح کننده برای ایجاد ساختار بهینه پوشش تهیه شد. غلظت ترکیبات و پارامترهای عملیاتی دما، زمان و pH محلول، در طول فرایند ثابت شد. مقادیر کاتیون های روی- نیکل- منگنز توسط اکسید روی 5/1؛ نیترات نیکل 4 و کربنات منگنز 8/3 (گرم بر لیتر) به حمام افزوده شد. در محلول پوشش فسفاته روی (تک کاتیونی)، نیترات منگنز و نیترات نیکل از محلول جدول 1حذف شدند. محلول فسفاته کاری روی/ نیکل (دو کاتیونی) نیز با حذف کربنات منگنز از محلول حاصل شد. اندازه گیری ضخامت و وزن واحد سطح، تعیین مقدار اسید کل و آزاد، مطالعه مورفولوژی و ریزساختار پوشش؛ آزمون های مقاومت به خوردگی شامل مقاومت به حلالیت قلیایی، آزمایش پاشش نمک، انجام شد. همچنین بعد از رنگ آمیزی نمونه های فسفاته شده، آزمایش ضخامت لایه رنگ، آزمایش خراش و خمش، آزمایش ضربه و سختی لایه رنگ انجام پذیرفت.
یافته هامقایسه حمام های فسفاته کاری نشان داد که با ورود یون های نیکل و منگنز، وزن پوشش کاهش یافته است. پوشش فسفاته با غلظت کم روی دارای ساختار خوشه ای است، در حالی که بلور های پوشش فسفاته روی- نیکل، خوشه ای و ورقه ای بوده و پوشش فسفاته سه کاتیونی نیز مخلوطی از دو ساختار مکعبی و ورقه ای شکل دارد. اختلاف پستی و بلندی ها در پوشش فسفاته روی- نیکل- منگنز؛ کمترین مقدار Raو Rz را در مقایسه با پوشش فسفاته تک کاتیونی و دو کاتیونی دارد. همچنین پوشش سه کاتیونی، بالاترین مقاومت به خوردگی را دارد که علت آن یکنواختی بیشتر، تخلخل کمتر، ساختار بلوری ریز و بالا بودن درصد فازهای مقاوم به خوردگی در ترکیب پوشش است.
نتیجه گیریبررسی های رنگ پوشش مشخص می کند که بهترین چسبندگی لایه رنگ مربوط به پوشش سه کاتیونی است. با توجه به بررسی های انجام شده پوشش سه کاتیونی روی- نیکل- منگنز نتایج مناسب تری را نسبت به پوشش تک کاتیونی روی و دو کاتیونی روی- نیکل فراهم کرد.
کلید واژگان: پوشش فسفاته، سه کاتیونی، روی، نیکل، منگنز، مقاومت خوردگیIntroductionIn this research, the properties of zinc phosphate (single cation), zinc/nickel (double cation) and zinc/nickel/manganese (three cation) coatings were investigated.
MethodsThe basic phosphating solution was prepared based on previous experiences including phosphoric acid, nitric acid, accelerators and modifiers to create an optimal coating structure. The concentration of compounds and operational parameters of temperature, time and solution pH were fixed during the process. The amount of zinc-nickel-manganese cations by zinc oxide is 1.5; Nickel nitrate 4 and manganese carbonate 3.8 (g/liter) were added to the bath. In the zinc phosphate coating solution (monocation), manganese nitrate and nickel nitrate were removed from the solution in Table 1. Zinc/nickel phosphating solution (bi-cationic) was also obtained by removing manganese carbonate from the solution. Measuring the thickness and weight of the surface unit, determining the amount of total and free acid, studying the morphology and microstructure of the coating; Corrosion resistance tests including resistance to alkali solubility, salt spray test were performed. Also, after painting the phosphated samples, paint layer thickness test, scratch and bending test, impact test and paint layer hardness were performed.
FindingThe comparison of phosphating baths showed that the weight of the coating decreased with the introduction of nickel and manganese ions. The low zinc phosphate coating has a cluster structure, while the zinc-nickel phosphate coating crystals are clustered and sheet-like, and the tri-cationic phosphate coating has a mixture of cubic and sheet-shaped structures. The difference in height and height in zinc-nickel-manganese phosphate coating; It has the lowest Ra and Rz values compared to single-cationic and double-cationic phosphate coatings. Also, the optimal three-cation coating has the highest corrosion resistance, which is due to greater uniformity, less porosity, fine crystal structure, and a high percentage of corrosion-resistant phases in the coating composition.The coating color studies indicate that the best adhesion of the paint layer is related to the tri-cationic coating. According to the researches, the zinc-nickel-manganese three-cation coating provided better results than the zinc-nickel and zinc-nickel two-cation coatings.
Keywords: Phosphate Coating, Three Cations, Zinc, Nickel, Manganese, Corrosion Resistance, Paint Adhesion -
مقدمه
اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی یک روش نوین و ارتقاءیافته از فرایند آندایزینگ، برای بهبود مقاومت خوردگی آلیاژهای آلومینیوم از طریق ایجاد یک پوشش سرامیکی بر سطح آن ها می باشد.
روشاز جمله پارامترهای تاثیرگذار بر روند این فرایند و عملکرد پوشش های حاصل، ترکیب شیمیایی زیرلایه است. در این پژوهش، تاثیر افزایش درصد سیلیسیوم زیرلایه بر ساختار و رفتار خوردگی پوشش های اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی با جریان پالسی دو قطبی در یک حمام الکترولیتی پایه سیلیکاتی بررسی شد. جهت بررسی مورفولوژی و ساختار پوشش ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به آنالیز طیف نگار تفکیک انرژی پرتو ایکس، برای فازیابی از آنالیز پراش اشعه ایکس استفاده شد. رفتار خوردگی پوشش ها، توسط آزمون های الکتروشیمیایی پس از یک ساعت غوطه وری در محلول 5/3 درصد نمک طعام و pH برابر با 4 ارزیابی شد.
یافته هانمونه های پوشش داده شده، ساختار پنکیکی و دهانه آتشفشانی با میکرو ترک ها و میکرو تخلخل های نامنظم را نشان دادند. بررسی ها نشان داد با افزایش درصد سیلیسیوم زیرلایه، ضخامت و تخلخل پوشش ها کاهش پیدا کرد، همچنین مورفولوژی آتشفشانی بر مورفولوژی پنکیکی در رشد پوشش غالب شد. پوشش ها عمدتا حاوی مخلوط γ-Al2O3، η-Al2O3، δ-Al2O3، SiO2، مقدار کمی مولایت و برخی از فازهای آمورف هستند. نتایج آزمون پلاریزاسیون تافل نشان داد، علاوه بر کاهش چگالی جریان خوردگی تا 9 درصد سیلیسیوم زیرلایه، ما شاهد افزایش مقاومت پلاریزاسیون، با افزایش درصد سیلیسیوم زیرلایه پس از پوشش دهی هستیم. آزمون طیف سنجی الکتروشیمیایی مشخص نمود که پوشش، سدی فیزیکی در برابر انتقال بار تشکیل می دهد.
نتیجه گیرینتایج حاکی از کاهش تخلخل و افزایش مقاومت خوردگی پوشش با افزایش درصد سیلیسیوم زیرلایه بود. پوشش های حاصل دولایه بوده و با افزایش درصد سیلیسیوم زیرلایه، مقاومت لایه خارجی کاهش، اما مقاومت لایه داخلی افزایش یافت.
کلید واژگان: آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیوم، پوشش دهی، اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی، رفتار خوردگیIntroductionPlasma electrolytic oxidation is a new and upgraded method of anodizing process to improve the corrosion resistance of aluminum alloys by creating a ceramic coating on their surface.
MethodsOne of the parameters affecting of PEO process as well as the performance of the prepared coatings is the composition of the substrate. In this study, the effect of increasing the percentage silicon of substrate on the plasma electrolytic oxidation process with bipolar pulse current in a silicate-based electrolytic bath was investigated. Scanning electron microscopy was used to evaluate the morphology and structure of the coating and X-ray diffraction test was used for phase detection. Coating corrosion behavior was evaluated by electrochemical tests after 1 hour immersion in 3.5% NaCl solution with the adjustment of pH 4.
Findingscoatings had a pancake structure with craters with irregular micro-cracks and micro-porosity. Investigations showed that with an increase in the percentage of silicon in the substrate, the thickness and porosity of the coatings decreased, and the volcanic morphology prevailed over the pancake morphology in the growth of the coating. Analysis showed the coatings mainly contain a mixture of γ- Al2O3, η- Al2O3, δ-Al2O3, SiO2, a small amount of mullite and some amorphous phases. Tofel polarization test revealed, in addition to reducing the corrosion current density up to 9% of the substrate silicon, we have seen an increase in the polarization resistance with the increase in the silicon percentage of the substrate after coating. The electrochemical spectroscopy test revealed that with the increase in the silicon percentage of the substrate, the coating forms a physical barrier against charge transfer substrate and the resistance of the outer layer decreases, but the resistance of the inner layer increases.
Keywords: Aluminum-Silicon Alloy, Coating, Plasma Electrolytic Oxidation, Corrosion Resistance -
Effect of continuous heating after cold deformation on the microstructural evolutions and corrosion behavior of SUS 304L metastable austenitic stainless steel was investigated. After cold rolling with the reduction in thickness of 80%, a microstructure consisting of elongated grains was obtained, in which the X-ray diffraction (XRD) analysis revealed the formation of 96 vol.% strain-induced martensite. The subsequent continuous heating up to 750 °C led to full reversion/recrystallization and the development of an ultrafine grained (UFG) microstructure with an average grain size of 0.45 µm. Continuous heating up to higher temperatures resulted in a significant grain growth, where the average grain size of samples that heated up to 850, 900, 950, and 1100 °C were obtained as 2.5 µm, 5.5 µm, 14 µm, and 45 µm, respectively. The Hall-Patch relationship of H = 155 + 106/√D was developed for the dependence of hardness on the average grain size (D). By grain refinement, corrosion current density (iCorr) increased leading to the worsening of uniform corrosion resistance. However, breakdown potential (EBr) increased by grain refinement, indicating the improved pitting resistance. The Hall-patch-type equations of iCorr = 0.0147 + 0.4458/√D and EBr = 0.1964 + 0.0695/√D were proposed for correlating the corrosion parameters to D.
Keywords: Stainless Steels, Corrosion Resistance, Grain Refinement, Grain Coarsening, Hall-Petch Relationship -
در این مقاله مروری بر انواع پوشش های تبدیلی و روش های موثر برای افزایش کیفیت این پوشش ها و عوامل موثر بر عملکرد پوششهای تبدیلی در افزایش مقاومت به خوردگی آلیاژهای منیزیم پرداخته شده است. منیزیم و آلیاژهای آن ازنقطه نظر زیست تخریب پذیر بودن برای ساخت ایمپلنت ها در محیط های فیزیولوژیکی مثل بدن انسان بسیار مناسب هستند و همچنین سختی نزدیک استخوان دارند. علاوه بر این، از ویژگی های منیزیم می توان به وزن کم، استحکام بالا و سازگاری زیستی خوب اشاره کرد که تحولی شگرف در زمینه پزشکی برای نسل جدید مواد زیستی ایجاد کرده است. بااین حال کاربرد آلیاژهای منیزیم با تخریب زیاد به دلیل آزادشدن گاز هیدروژن در اثر بهبود بافت های احاطه شده همراه است. در طول دوره بهبودی، ایمپلنت های منیزیمی قبل از بهبود استخوان به دلیل روند تخریب زیاد، یکپارچگی مکانیکی خود را از دست می دهند. برای غلبه بر این محدودیت ها، روش ها و تکنیک های مختلفی برای کنترل میزان تخریب منیزیم تا سطوح قابل قبول ارایه شده است. در بین روش های مختلف، پوشش های تبدیلی شیمیایی، ساده و مقرون به صرفه ترین روش هستند که حتی توانایی برطرف کردن نقطه ضعف اجزای دارای طرح های پیچیده مانند ایمپلنت و استنت ها را دارا هستند. پوشش های تبدیلی یکنواخت و بسیار چسبنده بوده و به راحتی با تغییر دما، pH حمام و سایر ویژگی های موثر می توان خصوصیاتی مورد انتظار از پوشش را به دست آورد. با توجه به مطالعات گسترده صورت گرفته طی سالیان اخیر در این زمینه، در این پژوهش انواع پوششهای تبدیلی و نقاط قوت و ضعف هریک از این پوششها در بهبود رفتار خوردگی منیزیم مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.
کلید واژگان: آلیاژهای منیزیم، مقاومت به خوردگی، پوشش تبدیلی، زیست سازگاریMagnesium and its alloys are very suitable for making implants in physiological environments such as the human body from the point of view of being biodegradable, and they also have a hardness close to the bone. In addition, the characteristics of magnesium include lightweight, high strength, and good biocompatibility, which has created a tremendous change in the field of medicine for the new generation of biomaterials. However, magnesium alloys are associated with high degradation due to the release of hydrogen gas and the improvement of the surrounding tissues. Magnesium implants lose their mechanical integrity during the healing period before the bone heals due to the high degradation process. Various methods and techniques have been proposed to control the amount of magnesium degradation to acceptable levels. This article discusses an overview of the types of conversion coatings, effective methods to increase the quality of these coatings, and the factors affecting the performance of conversion coatings in improving the corrosion resistance of magnesium alloys. Among the different approaches, chemical conversion coatings are the most simple and cost-effective method, which even can remove the weak points of components with complex designs such as implants and stents. The conversion coatings are uniform and very sticky, and the expected characteristics of the coating can be obtained easily by changing the temperature, pH of the bath, and other compelling features. In this research, the types of conversion coatings and the strengths and weaknesses of each of these coatings have been investigated.
Keywords: Magnesium Alloys, Corrosion Resistance, Coating, Biocompatibility -
Different industries, including aerospace, marine, and automotive, widely use titanium alloys such as Ti-6Al-4V. Although, this alloy has excellent properties; it is highly susceptible to corrosion and has low thermal stability and tribological characteristics, limiting its application. In this research, after preparing the Al62.5Cu25Fe12.5 quasi-crystalline (QC) powder mixture and appropriate target, the magnetron sputtering method was employed to deposit the QC coating on the Ti-6Al-4V substrate. The powder mixture and AlCuFe thin films were annealed at 7000C for 2 h. The scanning electron microscope (SEM) analysis and X-ray diffraction (XRD) methods were used to investigate the microstructure and morphology of mixed powders and Al-Cu-Fe QC coatings. NaCl solution (3.5 wt.%) was utilized to conduct the electrochemical measurements. Al-Cu-Fe thin layer deposited on the Ti-6Al-4V alloy surface without any cracks. The XRD patterns related to the annealed powders and the coating after heat treatment indicated the presence of Cu3Al, AlFe3, and quasi-crystalline ternary phases of Al65Cu20Fe15, Al3Fe, AlTi2, and Al65Cu20Fe15 phases, respectively. Based on the polarization test results, the annealed coating at 700°C showed better electrochemical behavior than the Ti-6Al-4V substrate.
Keywords: Al65Cu20Fe15 Phase, Corrosion Resistance, Quasicrystals, Thin Film, Ti-6Al-4V Alloy -
با توجه به نوع کارایی فولاد PH17-4 در توربین گازی و در تماس ذرات خارجی مانند گردوخاک و اشیا خارجی، رسوب اجرامی نظیر بخارهای روغن حین کار دچار ترک خوردگی، سایش و خوردگی شیمیایی می شوند و از چرخه استفاده خارج می شوند. جایگزینی قطعه به دلیل هزینه بالای مواد مقرون به صرفه نیست. در این پژوهش مقاومت به خوردگی روکش فولاد PH17-4 و استلایت 6 روی زیرلایه فولاد PH17-4 توسط آزمون پلاریزاسیون تافل بررسی شد؛ در منحنی پلاریزاسیون سیکلی برای فولاد PH17-4، چگالی جریان روبش مستقیم کمتر از روبش معکوس است و هیسترزیس مثبت در منحنی پلاریزاسیون سیکلی دیده می شود، همچنین لایه پسیو تشکیل شده جزیی، ناپایدار و شکننده است. در پوشش PH17-4 چگالی جریان روبش مستقیم کمتر از روبش معکوس است و هیسترزیس مثبت در منحنی پلاریزاسیون مشاهده می شود، همچنین لایه پسیو تشکیل شده مقاوم در برابر تشکیل حفرات جدید است. در پوشش استلایت6 مطابق شکل این پوشش از مقاومت به خوردگی حفره ای بالایی نیز در این محلول برخوردار است؛ منحنی هیسترزیس منفی تشکیل داده و منحنی معکوس آن در چگالی جریان های کمتری نسبت به منحنی مستقیم قرار دارد؛ بنابراین نواحی خورده شده قابلیت ترمیم خود را با تشکیل لایه پسیو دارد. با بررسی نتایج مشخص شد سرعت خوردگی پوشش های استلایت6 و فولاد زنگ نزن در مقایسه با زیرلایه 91 و 50 درصد کاهش یافته است.
کلید واژگان: فولاد PH4-17، استلایت 6، مقاومت خوردگی، پلاریزاسیون تافل، رسوب نشانی مستقیم لیزریDue to the efficiency of 17-4PH steel in gas turbines and contact with external particles such as dust and foreign objects, physical deposits such as oil vapors will undergo cracks, wear, and chemical corrosion during operation and will be removed from the cycle of use. Part replacement is not cost-effective due to the high cost of raw materials. In this research, the corrosion resistance of 17-4PH steel cladding and stellite6 on 17-4PH steel substrate was investigated by the Tafel polarization test; In the cyclic polarization curve for 17-4PH steel, the direct scan current density is lower than the reverse scan, and positive hysteresis is seen in the cyclic polarization curve. Also the partially formed passive layer is unstable and fragile. In the 17-4PH cladding, the direct scan current density is lower than the reverse scan, and positive hysteresis is observed in the polarization curve. Also the formed passive layer is resistant to the formation of new holes. In the cover of stellite6, according to the shape of this cover, it has high pitting corrosion resistance in this solution; It forms a negative hysteresis curve and its inverse curve is located in a lower current density than the straight curve; Therefore, the corroded areas can repair themselves by forming a passive layer. By examining the results, it was found that the corrosion rate of stellite6 and stainless steel claddings has decreased by 91% and 50% compared to the substrate.
Keywords: Steel 17-4PH, Stellite 6, Corrosion resistance, Toefl polarization, Direct laser deposition -
در این پژوهش پوشش های فوق آب گریز نیکل و کبالت با ساختار سلسله مراتبی میکرو- نانومتری طی یک مرحله رسوب دهی الکتریکی سریع روی زیرلایه مسی ایجاد شد. ریزساختار، ترشوندگی، مقاومت به خوردگی، خاصیت های خودتمیزشوندگی و ضدیخ زدگی پوشش ها به ترتیب از طریق میکروسکوپ الکترونی روبشی، اندازه گیری زاویه تماس، آزمون امپدانس الکتروشیمیایی، استفاده از پودر آلومینا به عنوان آلودگی و قرارگیری در دمای منفی 15 درجه سانتی گراد ارزیابی شدند. طبق نتایج حاصل، انجماد قطره آب روی سطح پوشش نیکل با زاویه تماس بالاتر (172/3 درجه) نسبت به پوشش کبالت (155/6 درجه)، در حدود 6 دقیقه دیرتر رخ می دهد. هر دو پوشش به دلیل انرژی سطحی پایین از روغن گریزی خوبی برخوردار بودند و برای گلیسرول و اتیلن گلیکول زوایای تماس آب بالای 120 درجه را به همراه داشتند. مقاومت انتقال بار بسیار بالای 2370 و 756/3 کیلو اهم در سانتی متر مربع به ترتیب برای پوشش های نیکل و کبالت پس از رسیدن به پتانسیل مدار باز در محلول 3/5 درصد نمک ثبت شد. پس از 16 روز غوطه وری در محلول آب نمک، زاویه تماس پوشش ها همچنان در محدوده آب گریز و به ترتیب معادل 128/7 درجه و 98/6 درجه برای پوشش های نیکل و کبالت به دست آمد. برای پوشش کبالت، با وجود رفتار ترشوندگی ضعیف تر، خاصیت خودتمیزشوندگی بهتری مشاهده شد که به مناسب تر بودن میکروساختار سطحی آن در مقایسه با پوشش نیکل مربوط است.کلید واژگان: فوق آب گریزی، رسوب دهی الکتریکی، مقاومت به خوردگی، روغن گریزی، ضدیخ زدگی، خودتمیزشوندگیIn this research, superhydrophobic nickel and cobalt coatings with a hierarchical micro-nano structure were deposited on copper substrate by rapid one-step electrodeposition. The microstructure, wettability, corrosion resistance, self-cleaning and anti-icing properties of the coatings were evaluated using a scanning electron microscope (SEM), contact angle measurement, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), alumina powder as contaminants and keeping at minus 15 °C, respectively. According to the obtained results, nickel coating with a higher contact angle of 172.3° delays the freezing of the droplet on the surface by 6 min more than the cobalt coating with a lower contact angle of 155.6°. The surface energies of both coatings were low enough to benefit from oleophobicity and for glycerol and ethylene glycol, both coatings had water contact angles higher than 120°. When the open circuit potentials were atablized in 3.5 wt.% NaCl solution, very high charge transfer resistances of 2370 and 756.3 kΩ.cm2 were recorded for nickel and cobalt coatings, respectively. After 16 days of immersion in saline solution, the contact angles were still in the hydrophobic range (128.7° and 98.6° for nickel and cobalt coatings, respectively). For cobalt coating with more appropriate surface microstructure and despite its lower water contact angle compared to nickel coating, better self-cleaning properties were observed.Keywords: Superhydrophobicity, electrodeposition, corrosion resistance, Oleophobicity, Anti-icing, Self-cleaning
-
Journal of Ultrafine Grained and Nanostructured Materials, Volume:55 Issue: 2, Dec 2022, PP 152 -160
In this research, thermal stability, corrosion performance, hardness (H), and Young modulus (E) of Ni60Nb40, Ni60Nb20Zr20, and Ni60Zr40 amorphous ribbons were evaluated during the differential scanning calorimetry (DSC), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization tests, and nanoindentation technique, respectively. Results showed that the onset crystallization temperatures (To) of Ni60Nb40, Ni60Nb20Zr20, and Ni60Zr40 amorphous ribbons were 632 °C, 593 °C and 476 °C, respectively. It is determined that the higher Nb content increases the thermal stability against crystallization. Evaluation of corrosion resistance during potentiodynamic polarization test showed the polarization resistance value of 936 , 49, and 16 MΩ.cm2 for Ni60Nb40, Ni60Nb20Zr20, and Ni60Zr40 alloys, respectively. These results imply that the substitution of Zr with Nb enhances the thermal stability and corrosion resistance of Ni-Nb-Zr amorphous ribbons. Moreover, the H and E for Ni60Nb40, Ni60Nb20Zr20, and Ni60Zr40 amorphous ribbons were 171.3 and 15.01 GPa, 160.41 and 12.16 GPa, and, 188.52 and 14.13 GPa, respectively. It means complete substitution of Zr by Nb in Ni-Nb-Zr amorphous ribbons shows the highest hardness which is related to the Ni60Nb40 amorphous ribbon.
Keywords: Ni-based amorphous alloys, Thermal stability, Corrosion Resistance, nano-indentation -
پوشش های تبدیلی کروماته با خواص ضد خوردگی به عنوان پوشش المان های خارجی سامانه های فضایی مورد استفاده قرار می گیرند. سه خاصیت اصلی این پوشش ها که در کاربرد هوافضا موثر هستند عبارتند از: مقاومت دربرابر خوردگی، استحکام چسبندگی پوشش به زیرلایه و مقاومت دربرابر سایش. در این مطالعه پارامترهای موثر بر خواص مورد اشاره شامل دما، مقدار اصلاح کننده و مقدار تسریع کننده واکنش بررسی شد و به منظور بهینه سازی این پارامترها از روش سطح پاسخ (RSM) در نرم افزار MiniTab استفاده گردید. مقدار تشکیل دهنده، زمان واکنش و زمان ماندگاری برای همه نمونه ها ثابت در نظر گرفته شد. مقاومت در برابر خوردگی توسط آزمون محیط مه نمکی 5/0 درصد در مدت 336 ساعت، استحکام چسبندگی پوشش به زیرلایه توسط آزمون کندگی پوشش از زیرلایه (Pull Off) و مقاومت در برابر سایش توسط آزمون پین روی دیسک انجام شد. ماکزیمم مقدار خوردگی پوشش کروماته معادل 8/71 درصد سالم ماندن سطح با ترکیب g/lit4 اصلاح کننده، g/lit8/1 تسریع کننده و در دمای C° 45 حاصل شد. بیشترین مقدار تنش کندگی پوشش از سطح زیر لایه برابر با MPa2/1 در مقدار اصلاح کننده g/lit4، تسریع کننده g/lit 8/1 و دمای C° 35 حاصل شد. حداقل کاهش وزن در اثر سایش mg 2/0 بود که برای پوشش با ترکیب اصلاح کننده g/lit 4، تسریع کننده g/lit 6 و در دمای °C 35 به دست آمد. بنابراین با افزایش میزان تسریع کننده و دما ضخامت پوشش افزایش یافته که این افزایش تا حد بهینه باعث افزایش مقاومت سایشی و تنش کندگی شده اما با افزایش بیش از حد بهینه ی ضخامت، مقاومت سایشی و تنش کندگی کاهش می یابند.
کلید واژگان: پوشش های تبدیلی کروماته، مقاومت دربرابر خوردگی، استحکام چسبندگی پوشش به زیرلایه، مقاومت دربرابر سایش و روش سطح پاسخChromate conversion coatings with anti-corrosion properties are used as coatings for external elements of space systems. The three main properties of these coatings that are effective in aerospace application are: corrosion resistance, adhesion strength of the coating to the substrate and abrasion resistance. In this paper, the parameters affecting these properties were investigated and in order to optimize these parameters, the response surface methodology (RSM) method was used in MiniTab program. Variable parameters are temperature, amount of refiner and amount of accelerator. The amount of constituent material, reaction time and age time were considered constant for all samples. The corrosion resistance, adhesion strength of the coating to the substrate and abrasion resistance are determined by salt spray test in 0.5% saline medium for 336 hours, Pull Off test and pin on disk wear test, respectively. The maximum amount of corrosion resistance obtained for chromate coating which was 71.8% of the surface remind intact, with the combination of 4 g/lit refiner, 1.8 g/lit accelerator at 45 °C. The maximum amount of coating stress from the substrate surface was 1.2 MPa, which was obtained in the amount of 4 g/lit refiner, 1.8 g/lit accelerator and 35 °C temperature. The minimum weight loss due to abrasion was 0.2 mg, which was obtained for coating with the composition 4 g/lit refiner, 6 g/lit accelerator at 35 °C. Therefore, by increasing the amount of accelerator and temperature, the thickness of the coating increased, and this increase to the optimum level increases the abrasion resistance and adhesion strength of the coating, but when the thickness increases beyond the optimum, the abrasion resistance and adhesion strength decrease.
Keywords: : Chromate conversion coatings, Corrosion resistance, Adhesion strength of the coating to the substrate, Abrasionresistance, Response surface methodology -
هدف پژوهش حاضر، مطالعه ی تاثیر یک نوع شتاب دهنده ی سازگار با محیط زیست بر فرایند فسفاته شدن فولاد در محلول دوکاتیونی روی-کلسیم است. بدین منظور، پارامترهای فسفاته کاری در حضور تسریع کننده های رایج (نیترات و نیتریت) با استفاده از سایر مطالعات بهینه شد. سپس این تسریع کننده ها با پراکسیدهیدروژن (H2O2) جایگزین شد. مورفولوژی و ترکیب پوشش حاصل با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشرمیدانی (FE-SEM) مجهز به طیف سنج انرژی تفرق اشعه ی ایکس (EDS) و ساختار بلوری با تفرق اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. مقاومت خوردگی نیز توسط آزمون پلاریزاسیون در محلول %5/3 کلرید سدیم ارزیابی شد. طبق نتایج به دست آمده، غلظت بهینه ی H2O2 حدود mL/L 6/0 به دست آمد. همچنین، دما و pH بهینه ی فسفاته کاری به ترتیب حدود °C 47 و 2/3 بود. نتایج XRD نشان داد که ساختار پوشش شامل فازهای فسفوفیلیت، هوپیت و مقداری شولزیت می باشد. تصاویر FE-SEM نشان داد که در حضور H2O، شکل هندسی بلورهای پوشش، مکعبی می باشد که به صورت یکنواختی در سراسر سطح زیرلایه رشد کرده اند. همچنین، با توجه به پارامترهای الکتروشیمیایی، پوشش حاصل از حمام حاوی mL/L 6/0 H2O2 بیشترین مقاومت به خوردگی را دارا است. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که H2O2می تواند به عنوان جایگزین تسریع کننده های سنتی مانند نیترات و نیتریت استفاده شود در حالی که آلودگی کمتری دارد و پوشش با کیفیت بهتری را تولید می کند.
کلید واژگان: تسریع کننده ی فسفاته کاری، روی، کلسیم، پراکسید هیدروژن، مقاومت به خوردگیThe purpose of this study is to use of an Eco-friendly accelerator in zinc-calcium phosphating process. For this, the conventional phosphating parameters (containing nitrate and nitrite) were optimized using literature; Then, the accelerators were substituted with H2O2. The morphology of the phosphate coatings was observed by a scanning electron microscope (SEM), and the chemical compositions were investigated by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The crystalline structures of the phosphate coatings were analyzed by X-Ray Diffraction (XRD). The corrosion resistance of samples was assessed through polarization tests in 3.5 wt.% NaCl solution. According to the results, about 0.6 mL/L was obtained as optimum concentration of H2O2. Also, the optimum temperature and pH of phosphating were about 47 °C and 3.2 respectively. The XRD results indicated that the coating structure include phosphophyllite, hopeite and some scholzite phases. SEM images showed that, in the presence of H2O2, the geometrical shape of coating crystals is cubic, which are grown uniformly on the entire area the substrate. Also, according to the electrochemical parameters, the coating obtained from the bath containing 0.6 mL/L of H2O2, has the highest corrosion resistance. Therefore, it can be deduced that, H2O2 could be used to replace the traditional accelerators like nitrate and nitrite, since it is less pollutant and provides better quality of the coating.
Keywords: Phosphating accelerator, Zinc, Calcium, Hydrogen peroxide, Corrosion resistance -
The lean duplex stainless steels (LDSS) have excellent features due to the microstructural phase combination of austenite and ferrite grains. These steels have low Ni and Mo contents which can reduce the cost and stabilize the austenite fraction in the microstructure. In recent years, welding is used to enhance the microstructural behaviour of LDSS. In this paper, Gas tungsten arc welding (GTAW) was performed on LDSS S32101 with different heat energy inputs and varying welding currents. The influence of heat inputs (0.85 and 1.3 kJ/mm) on welded samples was investigated to study the microstructural behaviour, phase balance, and mechanical & corrosion performance. The microstructures studies were carried out using an optical microscope, scanning electron microscope and X-ray diffraction. The effect of Heat input led to the significant microstructural evolution in weld metals with high austenite reformation. The microstructure of weldments consisted of inter-granular austenite (IGA), grain boundary austenite (GBA) and Widmanstatten austenite (WA). Important mechanical properties such as tensile strength and micro-hardness were investigated to understand the performance of weldments. The polarization method was used to understand the corrosion behaviour of weldment in a 3.5% NaCl solution. The experimental results showed enhanced properties of welds that could be suitable for industrial applications.
Keywords: Lean duplex stainless steel, LDSS 2101, Microstructure, Corrosion resistance, Mechanical properties -
بهبود مقاومت به خوردگی یکی از اهداف اصلی کاشتنی های ارتوپدی است. هدف از این پژوهش بهبود کیفیت و ارتقای کارایی کاشتنی های آلیاژ منیزیم AZ31 از طریق اعمال پوشش های فسفاتی حاوی نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت و اکسید روی به روش اکسیداسیون میکرو قوس (MAO) است. برای این منظور ابتدا اثر افزودن نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت در حالت جریان ثابت ارزیابی شد. پس از آن پارامترهای موثر در این روش از جمله زمان و چرخه ی کار مورد مطالعه قرار گرفت. رفتار خوردگی نمونه ها با استفاده از آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محلول رینگر ارزیابی شد. بررسی های ریزساختاری و آنالیز فازی پوشش ها به وسیله ی آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM/EDS) و پراش پرتو ایکس (XRD) قبل و بعد از آزمون خوردگی نشان دهنده ی عملکرد بهتر پوشش تولید شده در محلول حاوی 3 گرم بر لیتر حاوی نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت در مدت زمان 7 دقیقه و چرخه ی کار 50 درصد است.
کلید واژگان: فرایند اکسیداسیون میکرو قوس، آلیاژهای منیزیم، مقاومت به خوردگی، نانو ذرات هیدروکسی آپاتیتmproving corrosion resistance is one of the main goals of orthopedic implants. In this regard, this study aims to improve the quality and efficiency of the AZ31 M agnesium alloy by phosphate coatings containing hydroxyapatite and ZnO nanoparticles by M AO method. For this purpose, first, the effect of adding hydroxyapatite nanoparticles in constant current mode was investigated and then the effective parameters in this method, including time and duty cycle, were studied. Corrosion behavior of the coatings was investigated in Ringer's solution by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). M icrostructural and phase studies of coatings by field emission scanning electron microscopy (FESEM /EDS) and X-ray diffraction (XRD) analysis before and after corrosion test showed better performance of the coating produced in the electrolyte containing 3 grams per liter of hydroxyapatite nanoparticles in 7 minutes and 50% duty cycle.
Keywords: Micro-arc Oxidation Technique, Magnesium Alloys, Corrosion Resistance, Hydroxyapatite Nanoparticles -
مطالعه بر روی سطوح فوق آبگریز به دلیل اهمیت این سطوح در کاربردهای فراوانی که دارند مورد توجه خاصی قرار گرفته است. در این مطالعه پوشش آلیاژی نیکل- مس با استفاده از روش دو مرحلهای رسوبدهی الکتروشیمیایی-کاهش انرژی سطحی ایجاد شد و ریزساختار و مقاومت به خوردگی آنها بررسی شد. مورفولوژی سطحی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و ساختار فازی با استفاده از XRD بررسی شد. مقاومت به خوردگی با استفاده از روش پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و همچنین طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که با افزایش غلظت کریستال مودیفایر در حمام پوششدهی، پوشش نانوساختارتر شده و در غلظت 200 گرم بر لیتر یک پوشش سلسه مراتبی به دست میآید. همچنین مطالعات XRD نشان داد که فقط فاز نیکل ایجاد میشود و با ورود اتمهای مس به ساختار، محلول جامد ایجاد میگردد. مطالعات رفتار خوردگی نشان داد که با ایجاد پوشش چگالی جریان خوردگی از مقدار 2/6 به مقدار 12/0 میکروآمپر بر سانتیمتر مربع کاهش یافته و همچنین پتانسیل خوردگی نیز از 273- به 171- شیفت مییابد. دلیل این امر حبس هوای به دام افتاده در پوشش و در نتیجه جلوگیری از ورود یونهای خورنده به زیرلایه و نیز فشار لاپلاس بیان شد.
کلید واژگان: پوشش نیکل - مس، ریزساختار، مقاومت به خوردگی، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیاییThe study of superfluid levels due to the importance of these levels in many applications has been considered. In this study, nickel-copper alloy coatings were created using a two-step electrochemical deposition method-the surface energy reduction and microstructure and corrosion resistance were investigated. Surface morphology was investigated using scanning electron microscopy and XRD for field publishing and fuzzy structure. Corrosion resistance was investigated using potentiodynamic polarization method as well as electrochemical impedance spectroscopy. The results of this study showed that by increasing the concentration of Modidium crystal in the coating bath, the nanostructured coating was obtained and at a concentration of 200 grams per liter, a hieratic hierarchy coating was obtained. XRD data showed that only the nickel phase was created and a solid solution was created by the entry of copper atoms into the structure. Corrosion behavior studies showed that with the formation of coating, the corrosion density decreased from 6.2 to 0.12 mA/cm2 , and corrosion potential from-273 to -171 also decreased. The reason for this was the capture of trapped air in the coating, thereby preventing the entry of corrosive ions into the substrate as well as the Laplace pressure.
Keywords: Ni-Cu coatings, microstructure, corrosion resistance, electrochemical impedance spectroscopy
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.