Test di corrosione in nebbia salina per materiali metallici per motori aeronautici

A causa dell'alta temperatura, dell'elevata umidità e dell'alto sale dell'ambiente marino, il problema della corrosione del motore aeronautico marino è particolarmente importante. Sebbene siano stati eseguiti alcuni test di corrosione in nebbia salina per i materiali del motore nella fase iniziale, la durata del test è per lo più di 96 ore raccomandata da GJB 150.11A-2009 "Metodo di prova in nebbia salina per il metodo di prova ambientale delle attrezzature militari". Con i crescenti requisiti di resistenza alla corrosione dei materiali dei motori aeronautici marini, il tempo di prova anticipato non può soddisfare i requisiti del motore per l'adattabilità ambientale a lungo termine e l'elevata affidabilità del materiale. Pertanto, in questo studio, sono stati selezionati come materiali di prova tre materiali metallici tipici, vale a dire l'acciaio inossidabile 0Crl8Ni9, la lega di alluminio ZL114A e la lega di titanio TC4 (grado speciale). Aumentando il numero di cicli di prova, è stato selezionato il test di corrosione in nebbia salina della durata di 240 ore per analizzarne la resistenza alla corrosione. Il comportamento alla corrosione e il meccanismo di corrosione di tre tipi di materiali in condizioni di nebbia salina sono riassunti al fine di fornire la base di progettazione per la selezione dei materiali dei motori aeronautici e delle misure di protezione in ambiente marino.

Materiale di prova

I materiali di prova sono stati selezionati come acciaio inossidabile 0Crl8Ni9 (passivazione superficiale), lega di alluminio ZL114A (anodizzazione superficiale con acido cromico) e lega di titanio TC4 (super grado). Tra questi:
a) L'acciaio inossidabile 0Crl8Ni9 è comunemente usato nel mercato dell'acciaio inossidabile commerciale, il suo contenuto di silicio (Si) è inferiore allo 0,9% (frazione di massa, lo stesso di seguito), il contenuto di manganese (Mn) è di circa l'1,95%, ma anche dopo il trattamento in soluzione, la ricottura e il trattamento di stabilizzazione.
b) Il contenuto di titanio (Ti) della lega di alluminio ZL 1 14 A è compreso tra 0,10 e 0,20%, senza l'aggiunta di elemento berillio (Be), bassa impurità e prestazioni eccellenti.
C) della lega di titanio TC4 (super) composizione chimica: ferro (Fe) < 0.30%, carbon (c) < 0.10%, nitrogen (N) < 0.05%, hydrogen (H) 0.015%, or less oxygen (0) of 0.20% or less, 5.5 ~ 6.8% aluminum (AI), vanadium (V) 3.5 ~ 4.5%.
La dimensione del campione di prova è di circa 100 mm x 100 mm x 5 mm. I tre materiali sono stati puliti con alcool e acqua ultrapura prima del test di corrosione in nebbia salina. Dopo la pulizia, sono stati asciugati con acqua fredda e posti in un contenitore di prova pulito.

Metodo di prova in nebbia salina

Secondo GJB 150.11A-2009 "Metodo di prova ambientale per attrezzature militari, test in nebbia salina", la macchina per la corrosione in nebbia salina è stata utilizzata per eseguire il test in nebbia salina. La temperatura della macchina a nebbia salina è stata regolata a 35°C±2°C, il pH era 6,5~7,2 e la bagnatura a spruzzo 24 ore +24 ore di asciugatura era un ciclo. Il test di corrosione in nebbia salina è stato eseguito rispettivamente per 2 cicli (96 ore), 4 cicli (192 ore) e 5 cicli (240 ore). Al fine di garantire che il tasso di sedimentazione della soluzione salina sia (1-3) mL/ (80cm2*h), il tasso di sedimentazione in nebbia salina e il valore del pH della soluzione di sedimentazione vengono misurati almeno ogni 24 ore durante l'intero periodo di spruzzatura. Dopo aver ripetuto per 5 volte, 3 compresse sono state estratte per l'osservazione rispettivamente dopo 96 ore, 192 ore e 240 ore ed è stata valutata la prestazione di corrosione in nebbia salina. Dopo il test, pulire la superficie del campione di prova con alcool e asciugarlo con aria fredda. I campioni di corrosione in nebbia salina sono stati osservati e analizzati mediante ispezione visiva, pesatura, diffrazione di raggi X (XRD) e microscopia elettronica a scansione (SEM).

Conclusione

• Con la maggiore durata del test di corrosione in nebbia salina, la corrosione locale del campione di prova in acciaio inossidabile 0Crl8Ni9, l'area di corrosione è molto piccola. Il picco di diffrazione cambia, la posizione viene leggermente spostata e l'ampiezza del picco di Crl.07Fel8.93 diventa più grande. Il motivo è che l'inclusione di una piccola quantità di prodotti di corrosione porta al deterioramento della cristallinità, a un minor numero di prodotti di corrosione e non vengono rilevati ossidi corrispondenti. L'acciaio inossidabile 0Crl8Ni9 può soddisfare i requisiti delle proprietà di corrosione dei materiali nell'ambiente generale di nebbia salina, se è necessario utilizzarlo in un ambiente di nebbia salina più duro, è necessario prendere in considerazione l'aggiunta di misure protettive.
• La lega di alluminio ZL114A è gravemente corrosa in condizioni di nebbia salina e il tasso di corrosione è il più alto. Man mano che il tempo di nebbia salina si allunga, l'area di corrosione aumenta e non vengono rilevati ossidi di corrosione e la corrosione è principalmente corrosione intergranulare. Il trattamento di protezione della superficie deve essere aumentato quando viene utilizzato in ambiente di nebbia salina.
• La lega di titanio TC4 (grado extra) ha il tasso di corrosione più basso, ad eccezione di una leggera corrosione al difetto causata dalla parte di lavorazione, non è stata osservata corrosione nel resto delle parti e nessun prodotto di corrosione è stato rilevato dall'analisi di fase. La lega di titanio TC4 (grado speciale) ha un'eccellente resistenza alla corrosione e non può essere utilizzata nell'ambiente in nebbia salina per migliorare il trattamento di protezione superficiale della resistenza alla corrosione.
• Resistenza alla corrosione di 3 tipi di materiali metallici: lega di titanio TC4 (grado speciale) > acciaio inossidabile 0 Crl8Ni9 > lega di alluminio ZL114A.
• Attraverso il test in nebbia salina di 240 ore, la resistenza alla corrosione dei tre materiali metallici TC4 (super grado) la lega di titanio è migliore dell'acciaio inossidabile 0Crl8Ni9 è migliore della lega di alluminio ZL114A. La lega di titanio TC4 (grado speciale) ha un'eccellente resistenza alla corrosione e le misure di protezione superficiale non possono essere utilizzate nell'ambiente marino in nebbia salina; L'acciaio inossidabile 0Crl8Ni9 ha una buona resistenza alla corrosione e le misure di passivazione possono essere generalmente utilizzate nell'ambiente marino in nebbia salina. Se i requisiti di utilizzo sono più lunghi, è necessario aumentare le misure di protezione delle superfici, come la verniciatura; La lega di alluminio ZL114A ha una resistenza generale alla corrosione. Oltre al trattamento di anodizzazione superficiale, è necessario aggiungere misure di protezione superficiale come la verniciatura quando viene utilizzato in ambiente marino in nebbia salina.