Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», Москва, Россия

А. О. Иванова, аспирант, эл. почта: A.O.Ivanova7@gmail.com
Н. А. Белов, главный научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением, докт. техн. наук, профессор
А. Ю. Градобоев, аспирант

Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Белгород, Россия.

Ю. В. Малахова, аспирант

Проведено исследование влияния химического состава алюминиевых сплавов серии 3xxx на коррозионную стойкость в условиях, имитирующих воздействие морской атмосферы. Объектом исследования выступали гомогенизированные слитки из сплавов системы Al – Mn – Mg – Fe – Si, содержащие постоянные концентрации кремния и магния (0,1 и 0,25 % (мас.) соответственно) и переменные концентрации марганца и железа (0,5–1,5 и 0,15–0,30 % (мас.) соответственно). Исследование было направлено на установление связи между соотношением Mn/Fe и коррозионной стойкостью. Для изучения фазового состава рассматриваемых сплавов использовали термодинамические расчеты в программном комплексе Thermo-Calc и результаты микрорентгеноспектрального анализа. Микроструктуру и фазовый состав анализировали с помощью оптической и электронной микроскопии. Коррозионные испытания проводили в течение 40 дней по методу SWAAT в соответствии с ASTM G85. Показано, что увеличение соотношения Mn/Fe приводит к росту доли фазы Al6Mn и повышению содержания марганца в интерметаллидных фазах при неизменной концентрации железа. Данная закономерность, наряду с увеличением содержания марганца в твердом растворе, вероятно, повлияла на снижение интенсивности как катодных, так и анодных процессов из-за сближения потенциалов матрицы и выделений, что, в свою очередь, оказало положительное влияние на стойкость к коррозии в соляном тумане. Все исследуемые сплавы показали высокую устойчивость к воздействию морской атмосферы, однако наибольшая коррозионная стойкость и минимальная глубина питтинга (110 мкм) отмечены у сплава с Mn/Fe = 6,5. Снижение этого соотношения сопровождается увеличением глубины коррозионных поражений и шероховатости поверхности.

1. Vargel C. Corrosion of aluminium. – Elsevier, 2004. – 700 p.
2. Kaufman J. G. Properties of aluminum alloys: fatigue data and the effects of temperature, product form, and processing. – ASM International, 2008. – 559 p.
3. Иванова А. О., Рябов Д. К., Градобоев А. Ю., Никитина М. А. и др. Сравнительные исследования сварных соединений плит из сплава 1407ч, полученных методами сварки трения с пермешиванием и аргонодуговой сварки // Сварка и Диагностика. 2023. № 5. С. 13–17. DOI: 10.52177/2071-5234_2023_05_13
4. Иванова А. О., Манн В. Х., Крохин А. Ю., Вахромов Р. О. и др. Новый свариваемый коррозионностойкий алюминиевый сплав Р-1407 // Цветные металлы и минералы – 2019 : сборник трудов конференции. 2019. С. 376–382.
5. Davis J. R. Alloying: understanding the basics. – ASM International, 2001. P. 351–416.
6. Timm J. Influence of the Fe and Si containing phases on the anodisation behavior // Key Engineering Materials. 1990. Vol. 44–45. P. 219–232.
7. Пат. 2710475 РФ. Анодированные алюминиевые сплавы и связанные с ними продукты и способы / Кан Д., Вэнь В., Матур Д. ; заявл. 27.06.2017 ; опубл. 26.12.2019.
8. Zamin M. The role of Mn in the corrosion behavior of Al – Mn alloys // Corrosion. 1981. Vol. 37, No. 11. P. 627–632.
9. Anderson W. A., Stumpf H. C. Technical note: effect of manganese on the electrode or free corrosion potentials of aluminum // Corrosion. 1980. Vol. 36, Iss. 4. P. 212, 213.
10. Afseth A., Nordlien J. H., Scamans G. M., Nisancioglu K. Filiform corrosion of AA3005 aluminium analogue model alloys // Corrosion Science. 2002. Vol. 44, Iss. 11. P. 2543–2559.
11. Liu Y., Cheng Y. F. Characterization of passivity and pitting corrosion of 3003 aluminum alloy in ethylene glycol-water solutions // Journal of Аpplied Еlectrochemistry. 2011. Vol. 41. P. 151–159.
12. Parades-Dugarte S. Y., Hidalgo-Prada B. Statistical analysis of the optical interferometry of pitting process in aluminum 3003 sheets exposed to saline environment // Procedia Materials Science. 2015. Vol. 8. P. 82–90.
13. Chen J., Xiao J., Poplawsky J., Michel F. M. et al. The origin of passivity in aluminum-manganese solid solutions // Corrosion Science. 2020. Vol. 173. 108749. DOI: 10.1016/j.corsci. 2020.108749
14. Lachowicz M. M., Lachowicz M. B., Gertruda A. Role of microstructure in corrosion of microchannel heat exchangers // Materials Engineering. 2018. No. 3 (223). P. 94–99.
15. Belkhaouda M., Bazzi L., Salghi R., Jbara O. et al. Effect of the heat treatment on the behaviour of the corrosion and passivation of 3003 aluminum alloy in synthetic solution // Journal of Materials and Environmental Science. 2010. No. 1. P. 25–33.
16. Lu Q., Zhao Y., Wang Y., Li D. Investigation on the corrosion resistance of 3003 aluminum alloy in acidic salt spray under different processing states // Metals. 2024. Vol. 14, Iss. 2. 196. DOI: 10.3390/met14020196
17. Sun Z., Liang C., Chen Y., Ma Z. Corrosion characteristics and prediction model of aluminum alloys in saturated Na2SO4 solution // Materials Chemistry and Physics. 2023. Vol. 308. 128273. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2023.128273
18. Liu Z., Deng C.-M., Ji Y., Zhou D. et al. A mechanistic study on localized corrosion of sandwich multi-layered aluminium sheet in 3.5 wt.% NaCl solution // Electrochimica Acta. 2024. Vol. 475. 143686. DOI: 10.1016/j.electacta.2023.143686
19. Грушко О. Е., Гуреева М. А., Овчинников В. В., Шамрай В. Ф., Гуменников А. Н. Механические и коррозионные свойства холоднокатаных листов сплава системы Al – Mn // Металловедение и термическая обработка металлов. 2008. № 3. С. 28–30.
20. Дынин Н. В., Бенариеб И., Щетинина Н. Д., Сбитнева С. В. Влияние химического состава и высокотемпературного нагрева, имитирующего пайку, на структуру и механические свойства листов из сплава системы Al – Mn (–Mg). Часть 1 // Цветные металлы. 2021. № 12. С. 59–69.
21. ASTM G85. Standard practice for modified salt spray (fog) testing.