بررسي رفتار خوردگي آلياژ Ni-10Cu-11Fe-6Al-1.86Sn در محيط مذاب كريوليت

Corrosion Behavior of Ni-10Cu-11Fe-6Al-1.86Sn Alloy in Molten Cryolite

توسعه آندهاي خنثي در فرايند هال - هرولت براي توليد آلومينيوم در سال هاي اخير يكي از چالش هاي مهم و اساسي در اين زمينه بوده است. در بررسي حاضر، استفاده از آلياژ پايه نيكل Ni-10Cu-11Fe-6Al-1.86Sn به عنوان يك آند خنثي فلزي براي استفاده در صنعت توليد آلومينيوم مورد بررسي قرار گرفته است. از اين رو، به منظور ايجاد يك لايه اكسيدي سطحي مقاوم به خوردگي، اين آلياژ تحت عمليات حرارتي سطحي قرار گرفت. پس از انجام عمليات حرارتي سطحي در دماي °C1000 براي مدت زمان هاي 30، 70 و 100 ساعت بر روي آلياژ مذكور، رفتار نمونه هاي اكسيد شده در محيط كريوليت مذاب و در دماي °C930 براي مدت زمان 70 ساعت مورد بررسي قرار گرفت. بررسي هاي EDS و XRD نمونه ها نشان داد كه با افزايش زمان عمليات حرارتي سطحي، ضخامت لايه اكسيدي تشكيل شده بر روي نمونه ها به ترتيب حدود µm95/0 ، µm48/35 و µm93/41 افزايش يافته و پس از انجام عمليات اكسيداسيون سطحي بر روي نمونه هاي فوق، در لايه اكسيدي آنها اكسيدهاي مقاوم به خوردگي NiO، Al2O3، SnO2 و Fe2O3 تشكيل شدند؛ به طوريكه نمونه اكسيد شده به مدت زمان 100 ساعت، داراي بيشترين مقاومت به خوردگي در محيط خورنده كريوليت - آلومينا مي باشد. در نهايت مكانيزم خوردگي ايجاد شده نيز در نمونه هاي خورده شده در محيط مذكور مورد بررسي قرار گرفت.

Development of inert anodes in the Hall–Heroult for aluminum production has been one of the major challenges in recent years. In the present study, the use of Nickel base alloy of Ni-10Cu-11Fe-6Al-1.86Sn has been studied for using as an inert metal anode in aluminum production industry. Hence, in order to create a corrosion resistant surface oxide layer, the alloy got surface heat treatment. After surface heat treatment at 1000?C for periods of 30, 70 and 100 hours on the alloy, the behavior of oxidized samples examined in molten cryolite at 930?C for 70 hours. EDS and XRD studies showed that with increasing time of surface heat treatment, has increased thickness of the oxide layer formed on the samples respectively about 0.95 µm, 35.48 µm and 41.93 µm and after surface oxidation on the samples, in the oxide layers formed the corrosion resistant oxides of NiO, Al2O3, SnO2 and Fe2O3. So that the oxidized sample for 100 hours has the highest corrosion resistance in corrosive cryolite– alumina environment. Finally, the mechanism of corrosion occurred in the corroded samples were studied in the mentioned environment.