Search

Utjecaj toplinske obrade legure CuAlMn na korozijsko ponašanje u 0,1 %, 0,9 % i 1,5 % otopini NaCl ispitan je elektrokemijskim metodama kao što su mjerenje potencijala otvorenog strujnog kruga, metodom linearne i potenciodinamičke polarizacije. Nakon polarizacijskih mjerenja elektrodna površina je ispitana optičkim mikroskopom te je provedena i SEM/EDS analiza. Rezultati ispitivanja su pokazali da toplinski obrađeni uzorci pokazuju nešto pozitivniju vrijednost potencijala u odnosu na lijevani uzorak. Povećanjem koncentracije kloridnih iona dolazi do stabilizacije potencijala pri nešto negativnijim vrijednostima za sve ispitivane uzorke CuAlMn. Gustoća korozijske struje nešto je manja, a polarizacijski otpor veći za toplinski obrađene uzorke u odnosu na uzorak lijevane legure bez toplinske obrade. Na mikroskopskim snimkama površine nakon polarizacijskih mjerenja se može vidjeti hrapava površina elektroda uslijed odvijanja korozijskih procesa. Povećanje koncentracije elektrolita dovodi do povećanja oštećenja površine elektroda. Ispitivanja pretražnom elektronskom mikroskopijom pokazala su da je površina prekrivena isprekidanim slojevima korozijskih produkata, kao i pukotinama i kanalićima koji su nastali njihovim otapanjem. Elementarna analiza površine metodom energetski disperzivne rendgenske spektroskopije pokazala je da se korozijski produkti sastoje od aluminijeva i manganova oksida i klorida čiji se postotak razlikuje u ovisnosti od mjesta na kojoj je provedena analiza. Značajno manji sadržaj bakra na površini nađen je na površini kaljenog uzorka CuAlMn legure u odnosu na površinu uzorka lijevane CuAlMn legure bez toplinske obrade. The influence of heat treatment of CuAlMn alloy on corrosion behavior in 0.1%, 0.9% and 1.5% NaCl solution was studied by electrochemical methods such as measuring the open circuit potential, linear and potentiodynamic polarization. After polarization measurements the electrode surfaces was examined by optical microscope and also with SEM/EDS analysis. The results of the investigations have shown that the heat treated samples have a slightly more positive values of the open circuit potential compared to the as cast sample. Concentration increasing of chloride ions results in potential stabilization at slightly negative values for all CuAlMn alloy samples. Values of the corrosion current density are slightly smaller and the polarization resistance values are higher for the heat treated samples compared to the sample of as cast alloy without heat treatment. The microscopic analysis of the electrode surfaces after the polarization measurements, have show the rough surfaces due to corrosion processes. Increasing the electrolyte concentration leads to an increase in electrode surface damage. Examination by scanning electron microscopy showed that the surface was covered with interlaced layers of corrosion products, as well as cracks and ducts formed by their dissolution. Elemental surface analysis by energy dispersive X-ray spectroscopy showed that corrosive products consist of aluminum and manganese oxides and chlorides, the percentage of which differs depending on the site where the analysis was performed. Significantly lower copper content on the surface was found on the surface of the annealing CuAlMn alloy sample surface relative to the surface of the cast CuAlMn alloy without heat treatment.

Korozijsko ponašanje Cu i različitih legura Cu (Cu-Al, Cu-Al-Ni, Cu-Al-Mn, Cu-Al-Mn-Ni) u 0.5 mol dm -3 NaCl otopini ispitano je praćenjem vremenske promjene potencijala otvorenog strujnog kruga te primjenom potenciodinamičke polarizacije metode i elektrokemijske imperancijske spektroskopije. Oštećenja na površini nastala polarizacijom potvrđena su pretražnim elektronskim mikroskopom, dok je elementarni sastav korozijskih produkata na površini pojedinog uzorka određen EDS analizom. Ustanovljeno je da legirni element nema neki značajniji utjecaj na mehanizam otapanja bakra. Za sve uzorke, anodna reakcija otapanja Cu kontrolirana je difuzijom topljivog CuCl 2 - u masu otopine (što rezultira u anodnom Tafelovom nagibu od  60 mV/dec), dok je katodna reakcija izlučivanje kisika. Korozijska otpornost ispitivanih uzoraka posljedica je formiranja površinskog sloja čija svojstva prvenstveno ovise o kemijskom sastavu osnovnog metala, tj. o vrsti i sadržaju pojedinih legirnih elemenata u uzorku. Legirni elementi kao što su Al, Ni i Mn utječu pozitivno na pasivaciju bakra, te su svojstva površinskog filma bolja (veći otpor i debljina, kompaktnija struktura). Ustanovljeno je da korozijska otpornost ispitivanih uzoraka raste redom: Cu  Cu-Al  Cu-Al-Ni  Cu-Al-Mn  Cu- Al-Mn-Ni. Naime, istim redom smanjuje se korozijska struja, a povećava polarizacijski otpor te kompaktnost i debljina površinskog sloja. SEM i EDS analiza ukazala je na ravnomjerno otapanje čistog Cu, dok je na ispitivanim legurama ustanovljeno prisustvo površinskog oksidnog sloja koji se sastoji od smjese odgovarajućih legirnih elementa. The corrosion behavior of Cu and various Cu alloys (Cu-Al, Cu-Al-Ni, Cu-Al-Mn, Cu-Al-Mn-Ni) in 0.5 mol dm -3 NaCl solution was investigated using open circuit potential measurements, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy methods. The polarization surface damages were verified by scanning electron microscopy, while the elemental composition of corrosion products on the surface of each sample was determined by EDS analysis. It has been found that the alloying element has no significant influence on the copper dissolution mechanism. For all samples, the anodic reaction of Cu dissolution is controlled by the diffusion of soluble CuCl 2 - species from the electrode surface into bulk solution (which results in an apparent anodic Tafel slope of  60 mV/dec), while the cathode reaction is oxygen evolution. The corrosion resistance of the tested samples is a consequence of the surface layer formation whose properties primarily depend on the chemical composition of the based metal, i.e. the type and content of the individual alloying elements in the investigated samples. Alloying elements like Al, Ni, Mn facilitates passivation of the copper, and improve surface film properties (higher resistance and thickness, more compact structure). It has been found that the corrosion resistance of the tested samples growing in the order: Cu  Cu-Al  Cu-Al-Ni  Cu-Al-Mn  Cu-Al-Mn-Ni. Namely, the corrosion current decreases in same order, while the polarization resistance and the compactness and thickness of the surface layer increase. SEM and EDS analysis showed a uniform dissolution of pure Cu while the presence of a surface oxide layer consisting of a mixture of corresponding alloying elements was found on the tested alloys.

Korozijsko ponašanje CuAlMnTi traka dobivenih brzim hlađenjem ispitano je u 0,9% NaCl otopini pri temperaturama10, 24, 37 i 50 o C. Također je ispitan i utjecaj pH vrijednost elektrolita na koroziju traka CuAlMnTi legure u 0,9 % NaCl otopini pH vrijednosti 3,4, 5,4 i 7,4. Mjerenja su provedena elektrokemijskim metodama kao što su praćenje potencijala otvorenog strujnog kruga, metodama linearne i potenciodinamičke polarizacije. Rezultati ispitivanja su pokazali da povećanje temperature elektrolita i sniženje pH vrijednosti dovodi do negativiranja vrijednosti korozijskog potencijala, porasta gustoće korozijske struje i smanjenja vrijednosti polarizacijskog otpora što ukazuje na veći korozijski napad na CuAlMnTi leguru. Na snimkama površine koje su dobivene svjetlosnim mikroskopom vidljiva su oštećenja površine uslijed korozijskog procesa, koja se povećavaju s povišenjem temperature elektrolita i sniženjem pH vrijednosti otopine. Jamičasta korozija vidljiva je nakon polarizacijskog ispitivanja pri 50 o C. SEM snimke su potvrdile negativan utjecaj povišenja temperature i sniženja pH vrijednosti elektrolita na koroziju CuAlMnTi legure. EDS analizom utvrđena je prisutnost svih legirnih elemenata na površini, ali se njihov postotak smanjuje osobito sniženjem pH vrijednosti elektrolita. Bakar i aluminij se najprije otapaju s površine a zatim mangan, dok se postotak Ti značajnije ne mijenja uslijed korozijskih procesa što potvrđuje njegovu izrazitu korozijsku otpornost. The corrosion behavior of CuAlMnTi alloy ribbons obtained by rapid cooling was assayed in 0.9% NaCl solution at temperatures of 10, 24, 37 and 50 o C. The influence of different pH value of electrolyte on corrosion of CuAlMnTi alloy ribbons in 0.9% NaCl (pH = 3.4, 5.4 and 7.4) was also investigated. Measurements were performed by electrochemical methods such as monitoring the open circuit current potential, linear and potentiodynamic polarization methods. The results of the measurements have shown that the increase in temperature of the electrolyte and the decrease of pH value leads to a change of corrosion potential values in negative direction, a rise in corrosion current density values, and a decrease in polarization resistance values, indicating a higher corrosion attack on CuAlMnTi alloy. Surface images obtained by a light microscope show surface damages due to the corrosion process, which are increased by elevation of the electrolyte temperature and by lowering the pH of the solution. Pitting corrosion is visible after a polarization test at 50 o C. Results of SEM investigations confirmed the negative influence of temperature elevation and lower electrolyte pH on CuAlMnTi alloy corrosion. By EDS analysis, the presence of all alloying elements on the surface was determined, but their percentage decreased, especially by lowering the pH of the electrolyte. Copper and aluminum first dissolve from the surface and then manganese, whereas the percentage does not significantly change due to corrosion processes, which confirms its marked corrosion resistance.

U radu je ispitano korozijsko ponašanje CuAlMn legure u 0,9 % otopini NaCl pri pH = 7,4, 5,4 i 3,4 te temperaturama elektrolita od 25, 37 i 50 o C u mirujućoj otopini. Također je ispitan i utjecaj miješanja otopine na korozijsko ponašanje CuAlMn legure. Elektrokemijska ispitivanja provedena su mjerenjem potencijala otvorenog strujnog kruga, metodom linearne i potenciodinamičke polarizacije. Nakon polarizacijskih mjerenja, površine elektroda ispitane su optičkim mikroskopom, a također je na njima napravljena i SEM/EDS analiza. Rezultati ispitivanja su pokazali da povećanjem koncentracije kloridnih iona dolazi do porasta gustoće korozijske struje i do sniženja vrijednosti polarizacijskog otpora, što ukazuje na intenzivniju koroziju CuAlMn legure. Mikroskopske snimke površine jasno ukazuju na negativan utjecaj gibanja elektrolita, povišenja temperature i smanjenja pH vrijednosti elektrolita na korozijsku otpornost CuAlMn legure, koji se očituje u vidu povećanja hrapavosti površine uslijed intenzivnije korozije. SEM snimke površine legure jasno pokazuju značajan utjecaj temperature na povećanje intenziteta korozijskih procesa. Tako pri 50 o C na površini CuAlMn legure jasno su vidljivi duboki kanali i šupljine nastale intenzivnim otapanjem legure. EDS analiza površine CuAlMn legure nakon potenciodinamičkog polarizacijskog mjerenja u 0,9 % NaCl otopini pri T = 37 o C i pH = 7,4, koje je prekinuto na potencijalu 0,463 V, utvrdila je prisustvo svih legirnih elemenata na površini. Daljnjim pozitiviranjem potencijala dolazi do uklanjanja legirnih elemenata Al i Mn s površine tako da je pri potencijalu od 1,5 V dominantan element na površini Cu. The corrosion behavior of CuAlMn alloy was investigated in 0.9 % NaCl solution at pH 7.4, 5.4 and 3.4 and at electrolyte temperatures of 25, 37 and 50 o C in stagnant solution. The effect of solution mixing on the corrosion behavior of CuAlMn alloys was also investigated. Electrochemical investigations were performed by measuring open circuit current potential, linear and potentiodynamic polarization. After polarization measurements, electrode surfaces were examined by optical microscope, and SEM/EDS analysis. The results of the investigations have shown that the increase of the chloride ions concentration increases the corrosion currents density and reduces the value of the polarization resistance, indicating a more intense corrosion of the CuAlMn alloy. Microscopic surface analysis clearly showed the negative impact of electrolyte motion, temperature elevation, and electrolyte pH decrease in corrosion resistance of CuAlMn alloy, which is manifested in increased surface roughness due to more intense corrosion. SEM Surface analysis clearly show a significant influence of temperature on increasing the intensity of corrosion processes. Thus, at 50 o C on the CuAlMn alloy surface, deep canals and cavities are formed by the intensive dissolution of the alloy. The EDS surface analysis after potentiodynamic polarization measurement in 0.9 % NaCl solution at T = 37 o C and pH = 7.4, interrupted at 0.463 V, determined the presence of all alloy elements on the surface. Further changes the potential in a positive direction lead to the removal of alloying elements Al and Mn from the surface so at the potential of a 1.5 V, Cu was a dominant element on the alloy surface.

U radu je detaljno analizirano korozijsko ponašanje legure u deaeriranoj 0,9 % NaCl otopini pri pH 3,4, 5,4 i 7,4 te pri temperaturama elektrolita 25, 37 i 50 o C, u mirujućoj otopini i uz miješanje otopine magnetskom miješalicom. Ispitivanje utjecaja pH na koroziju legure provedena je mjerenjem pri pH vrijednostima od 3,4, 5,4 i 7,4 i temperaturi elektrolita od 37 o C. Ispitivanja su provedena elektrokemijskim metodama kao što su praćenje potencijala otvorenog strujnog kruga, metoda linearne i potenciodinamiĉke polarizacije. Rezultati ispitivanja su pokazali da povećanje temperature kao i smanjenje pH vrijednosti elektrolita dovodi do negativiranja potencijala otvorenog strujnog kruga CuAlNiMn legure, porasta gustoće korozijske struje i smanjenja vrijednosti polarizacijskog otpora, dok miješanje elektrolita ne utjeĉe na vrijednost korozijskog potencijala, ali dovodi do porasta gustoće korozijske struje i smanjenja vrijednosti polarizacijskog otpora. Nakon provedenih polarizacijskih ispitivanja, korodirane površine elektroda vizualno su analizirane pomoću optiĉkog mikroskopa uz razliĉita uvećanja. Mikroskopske snimke su pokazale znaĉajna korozijska oštećenja na površini CuAlNiMn legure koja se manifestiraju u vidu svojevrsnog listanja, pri ĉemu je veći dio površine prekriven s listićima korozijskih produkata labavo vezanim za površinu koji se uzdižu s površine elektrode. Na površinama elektroda s kojih su uklonjeni labavo vezani korozijski produkti vidljiva su oštećenja nastala jamiĉastom korozijom. SEM analiza površine otkrila je postojanje dvaju slojeva na površini legure: vanjski izrazito oštećen, koji predstavlja listiće korozijskih produkata labavo vezane za površinu, i unutarnji sloj na kojem su takoĊer vidljiva znaĉajna korozijska oštećenja. EDS analizom odreĊen je elementarni sastav korozijskih produkata na površini uzoraka. The corrosion behavior of the alloy in deaerated 0.9% NaCl solution at pH 3,4, 5,4 and 7,4 and temperatures of 25, 37 and 50 o C, in a still solution and in stirring solution with a magnetic stirrer was investigated. The influence of solution pH on alloy corrosion were investigated in solution pH of 3,4, 5,4 and 7,4 at 37 o C. The measurements were conducted by electrochemical methods such as monitoring the open circuit potential, linear and potentiodynamic polarization methods. The results of the investigations have shown that increasing the temperature as well as decreasing the pH of the electrolyte leads to the negation of the open circuit current of the CuAlNiMn alloy, the increase of the corrosion current density and decrease of the polarization resistance values, while electrolyte stirring does not affect the corrosion potential but increases the corrosion current density and decreases the value of polarization resistance. After the polarization measurements, the corroded electrode surface was examined using an optical microscope with different magnifications. Microscopic images have shown the significant corrosion damages on the CuAlNiMn alloy surface, which manifests itself in the form of a thin leaf, with a larger part of the surface being covered with sheets of corrosion products loosely bonded to the surface which were rised from the surface of the electrode. Clean electrode surfaces from which corrosion products are removed have visible damage caused by pitting corrosion. SEM surface analysis revealed the existence of two layers on the surface of the alloy: the exterior is extremely damaged, which represent sheets of loosely bonded surface, and an inner layer that also shows significant corrosion damage. The elemental composition of corrosion products on the surface of the samples was determined by EDS analysis.

U radu su prikazani rezultati ispitivanja utjecaja koncentracije kloridnih iona na korozijsko ponašanje legure CuAlMn. Ispitivanja su provedena u 0,1 %, 0,5 %, i 1,5 % NaCl otopini. Elektrokemijska ispitivanja provedena su mjerenjem potencijala otvorenog strujnog kruga, metodom linearne i potenciodinamičke polarizacije. Nakon polarizacijskih mjerenja, površine elektroda vizualno su analizirane optičkim mikroskopom. Rezultati elektrokemijskih mjerenja su pokazali da povećanjem koncentracije kloridnih iona dolazi do porasta gustoće korozijske struje i do sniženja vrijednosti polarizacijskog otpora što ukazuje na intenzivniju koroziju legure. Snimke površine elektroda nakon polarizacijskih mjerenja optičkim mikroskopom potvrđuju da dolazi do opće korozije legure. This thesis presents the results of the investigation of the influence of chloride ion concentration on corrosion behavior of CuAlMn alloys. Investigation were performed by 0,1 %, 0,5 % and 1,5 % NaCl solution. Electrochemical investigations were performed by open circuit potential measurements, linear and potentiodynamic polarization measurements. After polarization measurements, electrode surfaces were investigated by optical microscope. The results of electrochemical measurements have shown that increasing the concentration of chloride ions leads to increased values of corrosion current density and decreased values of polarization resistance, which indicated the higher corrosion attack on alloy. Investigations of alloy surface by optical microscope have confirmed the occurrence of the uniform corrosion on the surface. shape memory alloy, CuAlMn alloy, corrosion, electrochemical metods