توسعه سامانه آزمون مکانوشیمیایی نوین برای بررسی افت خواص کششی آلیاژ ۲۰۲۴ در شرایط سرویس مرطوب

رفتار آلیاژهای مهندسی تحت اثر هم زمان تنش و محیط خورنده یکی از چالش های اصلی در طراحی و بهره برداری ایمن سازه های حساس به ویژه در صنایع هوایی و دریایی است. آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴ به دلیل خواص مکانیکی مناسب، وزن کم و قابلیت عملیات حرارتی، کاربرد فراوانی دارد. اما حساسیت بالای این آلیاژ به ترک خوردگی تنشی (SCC) در محیط های کلریدی موجب کاهش شدید عمر خستگی می شود. با توجه به محدودیت های موجود در تجهیزات آزمون استاندارد، هدف این پژوهش طراحی، ساخت و به کارگیری یک دستگاه مکانوشیمیایی نوین است که بتواند به طور هم زمان بارگذاری کششی و پتانسیل الکتروشیمیایی را در محیط کنترل شده اعمال کند.در این راستا، دستگاهی با سیستم مکانیکی قابل تنظیم، مخزن خورنده، و منبع پتانسیل DC طراحی گردید. سپس آزمون هایی روی نمونه هایی از آلیاژ ۲۰۲۴ با ضخامت های مختلف در محلول ۳.۵ درصد NaCl و پتانسیل -۶۷۰ میلی ولت انجام شد. نتایج حاصل از آزمون ها نشان دهنده افت قابل توجه خواص مکانیکی، به ویژه در ضخامت های پایین و زمان تماس بیشتر با محیط خورنده بود. افت تنش شکست تا ۸۵٪ و کاهش ازدیاد طول تا ۹۰٪ نیز ثبت گردید. تحلیل سطوح شکست با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی انرژی پراکن (EDS) نیز نشان دهنده فعال شدن مکانیزم های شکست ترد و بین دانه ای است.دستگاه طراحی شده با قابلیت اعمال دقیق ولتاژ و بار، امکان بررسی دقیق تر مکانیزم های SCC را فراهم می سازد و می تواند به عنوان بستری برای پژوهش های پیشرفته تر در حوزه مواد و خوردگی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

دستگاه آزمون مکانوشیمیایی ، آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴ ، ترک خوردگی تنشی