İkiz Merdaneli Sürekli Döküm Yöntemi İle Üretilmiş Az31 Magnezyum Alaşımının Korozyon Davranışının İncelenmesi

Abstract

1.74 g/cm3’lük özkütlesi ile bilinen en hafif yapısal metal olan magnezyum, sahip olduğu önemli özellikleri ile otomotiv sanayisinin gelecekteki uygulamaları için çok büyük bir potansiyel durumundadır. Düşük yoğunluk, yüksek spesifik mukavemet, iyi döküm ve işlenebilirlik özelliklerine sahip magnezyumdan üretilmiş parçalarda karşılaşılan temel problem ise, çok reaktif bir metal olması sebebiyle korozyon direncinin düşük olmasıdır. Bu çalışmada, farklı döküm teknikleri ile üretilen magnezyum AZ31 alaşımı levhalar korozyon davranışları açısından incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, direkt soğutmalı döküm ile üretildikten sonra haddeleme işlemi ile 2 mm kalınlığında elde edilen AZ31 alaşımı levhalar ve Devlet Planlama Teşkilatı (DPT) tarafından desteklenen TÜBİTAK MAM Malzeme Enstitüsü Projesi kapsamında ikiz merdaneli sürekli döküm yöntemi ile 1500 mm genişliğinde ve 4-8 mm kalınlığında üretilerek haddeleme işlemi ile 2 mm kalınlığında elde edilen AZ31 alaşımı levhalar kullanılmıştır. Korozyon deneylerinden önce, AZ31 alaşımı levhaların mikroyapısal özellikleri optik metalografi, taramalı elektron mikroskobu ve EDS analizi yöntemleri ile incelenerek, levhalar arasındaki mikroyapısal farklılıklar ortaya konmuştur. AZ31 levhaların, ağırlık kaybı yöntemi ile korozyon hızlarının karşılaştırılması amacıyla ASTM B117 standardına göre tuz püskürtme testi uygulanmıştır. 0.5 M Na2SO4, 0.5 M NaCl ve 0.01 M NaCl çözeltilerinde gerçekleştirilen elektrokimyasal korozyon testleri sonucunda, AZ31 levhaların polarizasyon eğrileri elde edilerek korozyon davranışları karşılaştırılmıştır. Korozyon testleri sonrasında yapılan karakterizasyon çalışmaları ile levhaların yapısında bulunan Al-Mn intermetaliklerinin boyutunun, miktarının ve dağılımının İMSD ve DSD AZ31 levhaların korozyon davranışları ve morfolojileri üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir.

Magnesium, which is the lightest structural metal with a density of 1.74 g/cm3, is a potential material for the future transportation applications. Although magnesium components with their low density, high specific strength, good castability and machinability are very good candidates as structural materials, their low corrosion resistance is still a problem. In this study, corrosion behaviours of magnesium AZ31 alloy sheets produced by different casting methods were investigated. In the experimental studies, magnesium AZ31 alloy sheets of 2 mm thick produced by direct chill casting (DCC) + rolling and AZ31 sheets of 2 mm thick and 1500 mm width produced by twin roll strip casting (TRC) + rolling within the scope of a Project of TUBITAK MRC Materials Institute supported by State Planing Organization of Turkey were used. Before the corrosion tests, microstructural properties of magnesium AZ31 sheets were investigated by optical metallography, SEM and EDS analysis to reveal the microstructural differences between them. Salt spray test (ASTM B117) was applied to the sheets for 10 days in order to compare the corrosion rates by weight loss method. Electrochemical corrosion tests were performed in 0.5 M Na2SO4, 0.5 M NaCl and 0.01 M NaCl solutions. The results of this study showed clearly the role of microstructure on the localized corrosion and the possibility of obtaining different localized corrosion behaviour for alloys with similar chemical compositions. In our case for Mg-Al-Zn-Mn alloys, the size and distribution of intermetallics in the structure showed a strong dependence on the production method which exerted a strong effect on their corrosion behaviour.