بررسي تاثير عمليات سطحي اصطكاكي اغتشاشي بر رفتار خوردگي آلياژTi-6Al-4V در محلول رينگر

Effect of friction stir surface processing on the corrosion behavior of Ti-6Al-4V in Ringerʹʹs solution

در اين پژ‍وهش به بررسي تاثير عمليات سطحي اصطكاكي اغتشاشي بر رفتار خوردگي آلياژTi-6Al-4V پرداخته شده است. براي اين منظور، آزمون هاي پتانسيل مدار باز، پتانسيوديناميك و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي در محلول رينگر و دماي°C 37 انجام شد. نتايج آزمون هاي پلاريزاسيون نشان داد كه آليا‍ژ‍‍ Ti-6Al-4V قبل و بعد از عمليات اصطكاكي اغتشاشي بصورت خودبخودي رويين شده و تا پتانسيل 3 ولت (نسبت به الكترود كالومل اشباع) بدون حفره دار شدن باقي مانده است. با وجود اين، فرآيند اصطكاكي اغتشاشي باعث افت مقاومت خوردگي آلياژ Ti-6Al-4V شده است. نتايج آزمون هاي امپدانس با استفاده از يك مدار معادل با تطابق عالي شبيه سازي شد و اطلاعات لازم پيرامون خواص لايه رويين با استفاده از نرم افزار ZView استخراج شد. نتايج نشان داد كه فيلم رويين تشكيل شده روي فلز پايه مقاومت پلاريزاسيون بالاتري (بيش از دو برابر) نسبت به نمونه عمليات شده دارد. همچنين بر اساس نتايج آزمون پتانسيوديناميك، دانسيته جريان خوردگي پس از عمليات به دو برابر دانسيته جريان خوردگي فلز پايه افزايش يافت. تغييرات ريزساختاري و ناهمگني تركيب شيميايي ناشي از عمليات اصطكاكي اغتشاشي عامل كاهش مقاومت خوردگي تشخيص داده شد.

In this study, the effect of friction stir surface processing on the corrosion behaviour of Ti-6Al-4V was investigated. The electrochemical corrosion properties were studied at 37°C in Ringerʹs solution using open circuit potential, potentiodynamic polarisation and electrochemical impedance spectroscopy techniques. The potentiodynamic tests showed that Ti-6Al-4V exhibited spontaneous passivity before and after processing and passivity breakdown was not observed at potentials as high as 3 VSCE. However, the results indicated that the friction stir processing deteriorated the corrosion resistance of Ti-6Al-4V. The results of the impedance experiments were simulated by an equivalent circuit and a good agreement was achieved between experimental and simulated results. The circuit element values were obtained by ZView software. The EIS analysis indicated that the passive film formed on the processed specimen exhibited lower polarization resistance when compared to the base metal (by more than 2 orders of magnitude). Furthermore, potentiodynamic polarization tests showed that the corrosion current density of friction stir processed sample increased by more than 2 orders of magnitude. The inferior corrosion resistance was attributed to the microstructure changes and alloying elements heterogeneity due to friction stir processing.