فهرست مطالب
مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال نهم شماره 1 (پیاپی 31، بهار 1398)
- تاریخ انتشار: 1398/06/26
- تعداد عناوین: 7
-
-
بررسی مقاومت به اکسیداسیون فولاد AISI 316 در حضور پوشش کامپوزیتی Ni- Al2O3-TiO2 رسوب داده شده با روش آبکاری الکتریکیصفحه 5
لایه اکسیدی تشکیل شده روی سطح فولادهای زنگ نزن آستنیتی در دماهای بالا به علت تبخیر کروم ناپایدار می شود و سطح فولاد در معرض نفوذ عناصر خورنده ای چون اکسیژن قرار می گیرد. به منظور بهبود مقاومت به اکسیداسیون فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 316 در دماهای بالا، از پوشش کامپوزیتی با زمینه نیکل استفاده می شود. در این تحقیق پوشش کامپوزیتی Ni-Al2O3-TiO2 با روش آبکاری الکتریکی بر روی سطح فولاد AISI 316 ایجاد شد. بررسی مورفولوژی پوشش ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز فازی توسط پراش پرتو ایکس (XRD) صورت گرفت. رفتار اکسیداسیون پوشش ها با دو روش اکسیداسیون هم دما و اکسیداسیون سیکلی بررسی شد. نتایج XRD نشان داد بعد از 200 ساعت اکسیداسیون همدما پوشش کامپوزیتی تبدیل به فازهای NiO، NiFe2O4، NiCr2O4 و TiO2 شد. مقایسه رفتار اکسیداسیون نمونه های پوشش دار و نمونه های بدون پوشش در طی اکسیداسیون همدما، نشان داد که پوشش کامپوزیتی Ni-Al2O3-TiO2 سبب افزایش مقاومت به اکسیداسیون نمونه های پوشش دار (mg/cm2 97/0) نسبت به نمونه های بدون پوشش (mg/cm2 3/2) می شود. همچنین بعد از 50 سیکل اکسیداسیون نمونه های پوشش دار (mg/cm2 7/2) افزایش وزن کمتری نسبت به نمونه های بدون پوشش (mg/cm2 62/3) از خود نشان دادند.
کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 316، آبکاری الکتریکی، پوشش کامپوزیتی Ni-Al2O3-TiO2، اکسیداسیون، لایه کرومیا -
اثر عامل کمپلکس کننده بر مورفولوژی و مقاومت به خوردگی پوشش الکترولس نیکل-فسفر بر روی آلیاژ برنجصفحه 6
پوشش الکترولس نیکل فسفر از حمام سولفات نیکل بر روی آلیاژ برنج اعمال شد. اثر دو عامل کمپلکس کننده مانند (اسید استیک و اسید تارتاریک) بر روی رفتار مقاومت به خوردگی پوشش الکترولس نیکل فسفر با استفاده از پلاریزاسیون پتانسیودینامیک (DC) و آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در محلول 3/5 درصد وزنی سدیم کلراید مورد مطالعه قرار گرفت. مورفولوژی سطح پوشش و ترکیبات عنصری نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) بررسی شد. برای تعیین ساختار و آنالیز فازی نمونه ها از دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده شد. نتایج نشان می دهد که نرخ خوردگی نمونه های پوشش داده شده در حضور عامل کمپلکس کننده اسید استیک برابر با MPY 1/27 در مقایسه با نمونه بدون پوشش که برابر با MPY 2/63 می باشد. همچنین، مقاومت پوشش در حضور عامل کمپلکس کننده اسید استیک برابر با (kΩ.cm^2 (22/3 به دست آمد، در مقایسه با نمونه بدون پوشش که مقاومت آن برابر با (kΩ.cm^2 (3/46 است.
کلیدواژگان: عامل کمپلکس کننده، حمام الکترولس نیکل-فسفر، آلیاژ برنج، مورفولوژی، EIS -
صفحه 7
استفاده از سوخت های سنگین که حاوی ناخالصی هایی همچون گوگرد و وانادیم هستند می تواند از طریق مکانیزم خوردگی داغ منجر به تخریب قطعات بخش داغ توربین های گازی شود. در این تحقیق اثر ناخالصی های گوگرد، وانادیم، پتاسیم، کلسیم و سرب موجود در سوخت سنگین بر رفتار خوردگی داغ آلیاژ اینکونل 617 بررسی شد. برای این منظور، آزمایش خوردگی داغ در دو دمای 700 و °C1000 در زمان های 8، 16، 24، 32 و 40 ساعت توسط ترکیبات مختلف شامل 60%Na2SO4+ 40%V2O5، 2%K2SO4+ 58%Na2SO4+40%V2O5، 1% CaCl2+ 2% K2SO4+ 57%Na2SO4+40%V2O5 و 0.2% PbCl2+ 1% CaCl2+ 2% K2SO4+ 56.8%Na2SO4+40%V2O5 انجام شد. ارزیابی به کمک اندازه گیری تغییرات وزن، مطالعه سطح و سطح مقطع نمونه ها بوسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به آنالیزور EDS و بررسی پراش پرتو ایکس (XRD) محصولات خوردگی انجام شد. نتایج حاکی از عدم تاثیر گذاری ناخالصی های پتاسیم، کلسیم و سرب بر خوردگی داغ آلیاژ 617 بود. همچنین مشاهده شد که با افزایش مدت زمان خوردگی، وزن نمونه ها در دمای °C700 افزایش یافت. در حالیکه تخریب شدید ناشی از خوردگی داغ منجر به کاهش وزن در نمونه های خورده شده در دمای °C1000 بعد از 8 ساعت شد. تصاویر سطح مقطع نمونه ها در دمای °C700 دلالت بر وجود دو لایه متشکل از ترکیبات نمک و اکسید کروم داشت. از طرفی بررسی سطح مقطع نمونه ها در دمای°C1000، بیانگر وجود محصولات خوردگی متخلخل و عدم تشکیل لایه اکسیدی پیوسته روی سطح بود. آنالیز XRD نشان داد که محصولات خوردگی بوجود آمده در دمای °C1000 شامل اکسید نیکل (NiO)، اکسید کروم (Cr2O3)، سولفید نیکل (NiS)، سولفات کروم (Cr2(SO4)2) و اکسید کروم سدیم (Na2CrO4) است.
کلیدواژگان: ناخالصی سوخت سنگین، خوردگی داغ، اینکونل 617 -
صفحه 21
دراین پژوهش یک ترکیب باز شیف بر پایه کرومون سنتز شد واثر بازدارندگی آن روی خوردگی فولادکربنی درمحیط هیدروکلریک اسید بررسی شد. در این راستا اثر بازدارندگی این ترکیب به وسیلهی روشهای کاهش وزن، تست UV، روشهای الکتروشیمیایی نظیر اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و پلاریزاسیون، آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیفسنجی پراش اشعه X (EDX) و ایزوترم جذب بررسی شد. نتایج بررسیها حاکی از اثر بازدارندگی خوب با کارایی بالای 92% برای باز شیف سنتز شده در محیط اسیدی بود. غلظتهای 5/0، 1، 5/1 و 2 میلی مولار از بازدارنده بررسی شدند که بهترین نتیجه در غلظت 1 میلیمولار بدست آمد. نتایج SEM-EDX نشان داد که در حضور بازدارنده میزان جذب سطحی یونهای کلراید بر بستر فولاد به میزان 90% کاهش مییابد و طبق بررسیهای ایزوترم جذب سطحی، جذب بازدارنده بر سطح فولاد از ایزوترم لانگمویر پیروی میکند.
کلیدواژگان: باز شیف، بازدارنده، فولاد کربنی، پلاریزاسیون، امپدانس الکتروشیمیایی، اسید هیدروکلریک -
صفحه 39
در این پژوهش، تاثیر افزودنی معدنی سریم نیترات و همچنین افزودنی آلی آدپیک اسید بر رفتار مقاومت به خوردگی و ریزساختار پوشش تبدیلی وانادیوم بر روی زمینه ی آلیاژ آلومینیوم 2024 بررسی شد. ابتدا غلظت بهینه از هر دو افزودنی آلی و معدنی در شرایط بهینه ی پوشش دهی در عدم حضور افزودنی ها، با استفاده از نتایج آزمون های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و پلاریزاسیون جریان مستقیم (DC)تعیین شد. سپس به منظور بررسی مناسب تاثیر این دو افزودنی بهینه سازی مجدد سه پارامتر زمان، دما وpH محلول پوشش دهی در حضور افزودنی ها انجام شد. براساس نتایج حاصل از آزمون های پلاریزاسیون جریان مستقیم و طیف سنجی امپدانس الکتروشمیایی، نمونه ی پوشش شده با پوشش تبدیلی وانادیوم در حضور 2 گرم بر لیتر از نمک سریم نیترات، pH برابر 4، زمان غوطه وری 25 دقیقه و در دمای محیط بالاترین میزان مقاومت به خوردگی را نشان داد. این میزان از مقاومت در برابر خوردگی (جریان خوردگی 0.026 میکروآمپر بر سانتی مترمربع و میزان امپدانس در فرکانس های پایین برابر با 85200 اهم.سانتی متر مربع)، نشان دهنده ی افزایش چشم گیر مقاومت به خوردگی زمینه ی آلومینیوم (جریان خوردگی 2.28 میکروآمپر بر سانتی مترمربع و میزان امپدانس در فرکانس های پایین برابر با 18510 اهم.سانتی متر مربع) با اعمال پوشش تبدیلی وانادیوم در حضور سریم نیترات است. همچنین در حضور افزودنی آدپیک اسید مقاومت به خوردگی زمینه ی فلزی زیاد شد. برای بررسی ویژگی های سطح پوشش تبدیلی وانادیوم در حضور افزودنی ها از آزمون های زاویه تماس آب، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی پراکنش انرژی اشعه ی ایکس استفاده شد.
کلیدواژگان: پوشش تبدیلی وانادیوم، سریم نیترات، آدپیک اسید، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی امپدانس الکتروشمیایی، آلیاژ 2024آلومینیوم -
صفحات 65-76
در این تحقیق پوشش های کبالت با دو نوع مورفولوژی صاف و سوزنی به روش ترسیب الکتروشیمیایی با جریان پالسی و با تغییر چگالی جریان تولید شدند. ترکیب شیمیایی و مورفولوژی پوشش ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به اسپکترومتر توزیع انرژی (EDS) مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی های ساختاری و اندازه گیری سختی پوشش ها با بکارگیری دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسختی سنج ویکرز انجام شد. برای مطالعه رفتار خوردگی پوشش ها و زیرلایه فولادی از آزمون های پلاریزاسیون و امپدانس الکتروشیمیایی در محلول کلرید سدیم % 5/3 استفاده شد. نتایج نشان دادند که با افزایش چگالی جریان پیک از 100 به mA cm-2 200 راندمان جریان کاتدی از 87 به % 60 کاهش یافته و مورفولوژی پوشش از صاف به سوزنی تغییر می کند. بر اساس الگوهای XRD علی رغم عدم تغییر ساختار کریستالی هگزاگونال متراکم پوشش های کبالت با افزایش چگالی جریان، جهت گیری ترجیحی تغییر کرده است. نتایج سختی و خوردگی حاکی از بالاتر بودن میکروسختی و مقاومت به خوردگی پوشش کبالت با مورفولوژی صاف در مقایسه با پوشش با مورفولوژی سوزنی و زیرلایه فولادی هستند. با تغییر مورفولوژی از صاف به سوزنی مقدار سختی از حدود 400 به 215 ویکرز کاهش می یابد. مقاومت به پلاریزاسیون پوشش با مورفولوژی صاف حدود 23 و 3/2 مرتبه بیشتر از زیرلایه فولادی و پوشش با مورفولوژی سوزنی بود.
کلیدواژگان: ترسیب الکتروشیمیایی پالسی، کبالت، چگالی جریان، مورفولوژی، خوردگی -
صفحه 73
به منظور بهبود کیفیت سطح و جلوگیری از خوردگی و کاهش سایش قطعاتی مانند چرخ دنده ها و یاتاقان ها می توان آنها را با پوشش های فسفاته پوشش داد. در این تحقیق فولاد آلیاژی SCM420H با استفاده از رسوب فسفاته منگنز پوشش داده شد. میکروساختار پوشش و مقاومت به خوردگی آن با تغییر درجه حرارت حمام مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور بررسی آنالیز فاز و میکروساختار پوشش تشکیل شده به ترتیب از دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) و دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. آنالیز XRD از سطح پوشش نشان داد که لایه پوشش شامل فازهای MnFe2(PO4)2(OH)2H2O، Mn(PO)3، Fe(PO)3 و Mn,Fe)5H2(PO4)4•4H2O است. نتایج نشان داد که پوشش بدست آمده در دمای °C90 یکنواخت و پیوسته بوده و در آن حفره و ترک وجود نداشت. سطح فسفاته شده در دمای °C85 و °C95 غیر یکنواخت و حاوی ترک بود. به منظور بررسی مقاومت به خوردگی، از آزمونهای پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در محلول آبی NaCl 5/3 % استفاده شد. نتایج آزمون های پلاریزاسیون تافل و امپدانس الکتروشیمیایی نیز با تصاویر میکروسکوپی مطابقت داشت و نتایج نشان داد پوشش ایجاد شده در دمای °C90 بیشترین مقاومت به خوردگی را نسبت به سایر نمونه های پوشش دار و نمونه بدون پوشش داشت.
کلیدواژگان: پوشش فسفاته منگنز، دما، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی
-
Page 7
The use of heavy fuels containing impurities such as sulfur and vanadium can lead to the destruction of components gas turbine, exposed to combustion environments at high temperature, through hot corrosion. In this study, the effect of sulfur, vanadium, potassium, calcium and lead in heavy fuel oil on the hot corrosion behavior of Inconel 617 alloy were investigated. For this purpose, hot corrosion experiments were carried out in the presence of various corrosive compounds including 60%Na2SO4+ 40%V2O5, 2%K2SO4+ 58%Na2SO4+40%V2O5, 1% CaCl2+ 2% K2SO4+ 57%Na2SO4+40%V2O5 and 0.2% PbCl2+ 1% CaCl2+ 2% K2SO4+ 56.8%Na2SO4+40%V2O5 salts at two temperatures of 700 °C and 1000 °C for 8, 16, 24, 32 and 40 hours. The exposed samples were investigated with measurement of weight changes, SEM, EDS and XRD analysis. The results showed that the impurities of potassium, calcium and lead did not have any remarkable effect on the hot corrosion of inconel 617. It was also observed that the weight of the specimens increased with increasing hot corrosion time at testing temperature of 700 °C. However, a decrease in the weight of specimens was observed after 8 h hot corrosion at 1000 °C that was due to severe destruction of the surface. The cross-sectional images of the samples corroded at 700 °C indicated that there were two layers containing chromium oxide and salt compounds. Nevertheless, the cross-sectional analysis of samples corroded at 1000 °C indicated that there were porous and non-continuous oxide scales on the surface. X-ray diffraction analysis of corrosion products, formed on the corroded specimens at 1000 °C, showed the presence nickel oxide (NiO), chromium oxide (Cr2O3), nickel sulfide (NiS), chromium sulfate (Cr2(SO4)2), and sodium chromium oxide (Na2CrO4).
Keywords: Heavy fuel impurities, Hot corrosion, Inconel 617 -
Page 21
In this study, a novel Schiff base compound based on chromone was synthesized and its inhibition efficiency on corrosion of carbon steel in the hydrochloric acid was investigated. In this regard, the inhibition efficiency of the compound were investigated by weight loss methods, UV-Vis test, electrochemical methods such as electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction spectroscopy (EDX) and absorption isotherm. The results of the studies indicated good inhibition efficiency with an efficiency above 92% for the synthesized Schiff base in the acidic media. Concentrations of 0.5, 1, 1.5 and 2 mM were investigated for the inhibitor, and the best result was obtained at concentration of 1 mM. SEM-EDX results showed that in the presence of inhibitor, the adsorption amount of chloride ions on the steel surface decreased to 90% and according to the adsorption isotherm, Inhibitor absorption on the steel surface follows Langmuir adsorption isotherm.
Keywords: Schiff base, Inhibitor, Carbon steel, Polarization, Impedance spectroscopy, Hydrochloric acid -
Page 39
In this research, the effect of inorganic and organic additives of cerium nitrate and adipic acid on anti-corrosion resistance and microstructure of vanadium conversion coating on 2024 aluminum alloy was investigated. First, using the results of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and direct current polarization (DC), optimum value of concentration of both organic and inorganic additives under optimum coating conditions in the absence of additives was determined. Then, in order to properly evaluate the effect of additives, practical process parameters such as immersion time, solution pH and solution temperature were optimized in the presence of additives. Based on the results of direct current polarization and electrochemical impedance spectroscopy, the coated sample with vanadium conversion coating in the presence of 2 gr/lit of cerium nitrate, solution pH of 4, immersion time of 25 minutes and at ambient temperature showed the highest anti-corrosion resistance. This anti-corrosion performance (corrosion current density of 0.026 μA/cm2 and impedance at low frequencies of 85,200 Ω.cm2), displayed significant improvement in anti-corrosion resistance of bare substrate (corrosion current density of 2.28 μA/cm2 and impedance at low frequencies of 18,510 Ω.cm2) by develpoing vanadium conversion coating in the percense of cerium nitrate. Also, in the presence of adipic acid additive the anti-corrosion resistance of substrate increased. In order to investigate the surface characteristics of the vanadium conversion coating in the presence of additives, water contact angle measurment, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy were used.
Keywords: Vanadium conversion coating, Cerium nitrate, Adipic acid, Scanning electron microscopy, Electrochemical impedance spectroscopy, 2024 aluminum alloy -
Page 73
In order to improve the surface quality and prevention of corrosion and reduction of wear in the components like gears and bearings, they can be coated with phosphate coatings. SCH420H alloy steel was coated with manganese phosphate deposition. The microstructure and corrosion resistance of the coating was studied by change of bath temprature. In order to investigate the phase analysis and coating microstructure, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were used, respectively. XRD analysis from the coated surface revealed the phases of MnFe2(PO4)2(OH)2H2O, Mn(PO)3, Fe(PO)3 and (Mn,Fe)5H2(PO4)4.4H2O. Results showed the obtained coating at 90°C was uniform and continuous and no crack or porosity was observed. The phosphate surface at 85°C and 95°C was non-uniform and included cracks. In order to investigate the corrosion resistance, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests were applied on coated and uncoated specimens in 3.5% NaCl solution. The results of potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy tests were in agree with microscopic images and results showed that the coated specimen at 90°C has higher corrosion resistance.
Keywords: Manganese phosphate coating, Temperature, Potentiodynamic polarization, Electrochemicalimpedance spectroscopy
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.