كل التآكل هو عملية كهروكيميائية لتفاعلات الأكسدة والاختزال وعندما يحدث التآكل، يتم إطلاق الإلكترونات بواسطة المعدن (الأكسدة) وتكتسب بواسطة العناصر (الاختزال) في محلول التآكل، نظرًا لوجود تدفق للإلكترونات (تيار) في تفاعل التآكل، يمكن قياسه والتحكم فيه إلكترونيًا لذلك، يمكن استخدام الطرق التجريبية الكهروكيميائية الخاضعة للرقابة لوصف خصائص هذا التآكل الذي يحدث للمعادن والمكونات المعدنية بالاقتران مع محاليل إلكتروليت مختلفة، وتعتبر خصائص التآكل فريدة لكل معدن.
خطوات اختبار الكهروكيميائية
القيام بإعداد مجموعة الأسلاك والقيام بإعداد الكاشفين (محاليل فلوريد الأمونيوم وثنائي ميثيل جليوكسيم) ووضعهما في زجاجات محلول قطارة مخصصة منفصلة قبل الاختبار، يجب عليك تنظيف المعدن تمامًا حتى يحدث الترسب الإلكتروليتي، كما يمكن استخدام ضمادات تنظيف يدوية غير معدنية أو 320 إلى 600 حبيبات من “قماش الزعفران” لإزالة الرواسب ومنتجات التآكل (أكسيد حراري).
القيام بتوصيل مشبك التمساح الخاص بمجموعة الأسلاك بالمعدن العاري الذي يتم اختباره ووضع قطرة واحدة من محلول فلوريد الأمونيوم بنسبة 0.05 في المائة في ماء منزوع الأيونات على وسط ورقة 1 بوصة × 1 بوصة من ورق الترشيح ووضع ورق الترشيح المبلل فوق السبيكة المعدنية العارية التي يتم اختبارها والضغط بقوة على نهاية قضيب الألمنيوم فوق منتصف الورقة الرطبة الاحتفاظ بالاتصال لمدة 10 ثوانٍ أثناء هز قضيب الألومنيوم على ورق الترشيح والتأكد من بقاء الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) مضاءً (مما يشير إلى اتصال كهربائي جيد وتدفق تيار) خلال هذه الفترة، يتم فصل مجموعة الأسلاك ووضعها جانبًا والقيام بإزالة ورق الترشيح وفحصه لتحديد ظهور بقعة ضوئية في مكان إجراء الاتصال.
نتائج الاختبارات الكهروكيميائية وسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ ،Inconel) وضع قطرة واحدة من محلول 1.0 في المائة من ثنائي ميثيل الجليوكسيم من الدرجة الكاشفية في كحول الإيثيل على ورق الترشيح (نفس الجانب الذي كان ملامسًا لمعدن الاختبار)، ستظهر بقعة زهرية ساطعة واضحة في غضون ثوانٍ على ورق الترشيح إذا كان المعدن الذي يجري اختباره هو (Inconel) ستظهر بقعة بنية إذا كان معدن الاختبار من الفولاذ المقاوم للصدأ، وقد تترك بعض سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ لونًا ورديًا فاتحًا جدًا ومع ذلك فإن الظل وعمق اللون سيكونان أقل بكثير، مما قد يظهر في (Inconel)، بالنسبة للأسطح المستوية ستكون نقطة الاختبار دائرية بينما بالنسبة للأسطح المنحنية، مثل السطح الخارجي للأنبوب، قد تظهر نقطة الاختبار على شكل خط، لا ينبغي استخدام هذا الإجراء في منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة أو على الأسطح المطلية بالنيكل.
فولاذ الكروم والفاناديوم
فولاذ الكروم والفاناديوم مصنوع من حوالي 18 في المائة من الفاناديوم وحوالي 1 في المائة من الكروم عند معالجتها بالحرارة، فإنها تتمتع بالقوة والمتانة ومقاومة التآكل والتعب، كما يمكن تشكيل درجة خاصة من هذا الفولاذ على شكل صفائح على البارد إلى أشكال معقدة ويمكن طيها وتسويتها دون ظهور علامات الانكسار أو الفشل، يستخدم (SAE 6150) لصنع النوابض، مع وجود الكروم الفاناديوم مع نسبة عالية من الكربون، كما أن (SAE 6195)، يستخدم للمحامل الكروية والأسطوانة.
يستخدم الموليبدينوم بنسب صغيرة مع الكروم لتشكيل فولاذ الكروم الموليبدينوم والذي له استخدامات مختلفة في الطائرات، يعتبر الموليبدينوم عنصر قوي في صناعة السبائك، حيث إنها ترفع القوة النهائية للفولاذ دون التأثير على ليونة أو قابلية التشغيل، ويعتبر فولاذ الموليبدينوم صلبًا ومقاومًا للتآكل ويتصلب طوال الوقت عند معالجته بالحرارة، إنها قابلة للتكيف بشكل خاص للحام ولهذا السبب، يتم استخدامها بشكل أساسي للأجزاء الهيكلية والتجمعات الملحومة، لقد حل هذا النوع من الفولاذ عمليًا محل الفولاذ الكربوني في تصنيع أنابيب جسم الطائرة وحوامل المحرك وتروس الهبوط والأجزاء الهيكلية الأخرى، على سبيل المثال، يكون أنبوب (SAE X4130) المعالج حرارياً أقوى بأربعة أضعاف من أنبوب (SAE 1025) من نفس الوزن والحجم.
سلسلة من الفولاذ الموليبدينوم الكروم الأكثر استخدامًا في بناء الطائرات هي تلك السلسلة التي تحتوي على 0.25 إلى 0.55 في المائة من الكربون و 0.15 إلى 0.25 في المائة من الموليبدينوم و 0.50 إلى 1.10 في المائة من الكروم هذا الفولاذ، عند معالجته بالحرارة بشكل مناسب، يكون متصلبًا بعمق ويمكن تشكيله بسهولة ولحمه بسهولة إما بالغاز أو بالطرق الكهربائية، ويتم تكييفه بشكل خاص لخدمة درجات الحرارة المرتفعة، أما (Inconel) هي سبيكة من النيكل والكروم والحديد تشبه إلى حد بعيد الفولاذ المقاوم للصدأ (الفولاذ المقاوم للتآكل، (CRES) في المظهر، كما تستخدم أنظمة عادم الطائرات كلا السبائكين بالتبادل، نظرًا لأن السبيكتين متشابهتين إلى حد كبير، غالبًا ما يكون الاختبار المميز ضروريًا وتتمثل إحدى طرق التحديد في استخدام تقنية كهروكيميائية، كما هو موضح في الفقرة التالية، لتحديد محتوى النيكل (Ni) في السبيكة يحتوي (Inconel) على محتوى نيكل أكبر من 50 بالمائة ويكشف الاختبار الكهروكيميائي عن النيكل.
قوة الشد لـ (Inconel) هي 100000 رطل لكل بوصة مربعة و 125000 رطل عند اللف الصلب، إنه شديد المقاومة للماء المالح وقادر على تحمل درجات حرارة تصل إلى 1600 درجة فهرنهايت ويعتبر اللحام (Inconel) بسهولة وله خصائص عمل مشابهة تمامًا لتلك الموجودة في الفولاذ المقاوم للتآكل.
الألومنيوم المشغول
يتم تحديد الألمنيوم المطاوع وسبائك الألمنيوم المطاوع بواسطة نظام مؤشر مكون من أربعة أرقام، حيث ينقسم النظام إلى ثلاث مجموعات متميزة: مجموعة 1xxx ومجموعة 2xxx إلى 8xxx ومجموعة 9xxx وهي غير مستخدمة حاليًا، كما يعتبر الرقم الأول من التعيين يحدد نوع السبيكة، حيث يشير الرقم الثاني إلى تعديلات سبيكة معينة وإذا كان الرقم الثاني صفرًا، فإنه يشير إلى عدم وجود سيطرة خاصة على الشوائب الفردية ومع ذلك، عند تخصيص الأرقام من 1 إلى 9 على التوالي حسب الحاجة للرقم الثاني في هذه المجموعة، حيث تشير إلى عدد عناصر التحكم في الشوائب الفردية في المعدن.
يتم استخدام آخر رقمين من مجموعة 1xxx للإشارة إلى المئات من 1 بالمائة فوق نسبة 99 بالمائة الأصلية المحددة بواسطة الرقم الأول وبالتالي، إذا كان الرقمان الأخيران 30، فستحتوي السبيكة على 99 في المائة بالإضافة إلى 0.30 في المائة من الألومنيوم النقي أو ما مجموعه 99.30 في المائة من الألومنيوم النقي أمثلة السبائك في هذه المجموعة هي:
- من 1100 إلى 99.00 بالمائة من الألومنيوم النقي مع تحكم واحد في الشوائب الفردية.
- 1130-99.30 بالمائة من الألومنيوم النقي مع تحكم واحد في الشوائب الفردية.
- من 1275 إلى 99.75 بالمائة من الألومنيوم النقي مع وجود ضابطين على الشوائب الفردية.
في المجموعات من 2xxx إلى 8xxx، يشير الرقم الأول إلى عنصر السبائك الرئيسي المستخدم في تشكيل السبيكة على النحو التالي:
- 2xxx – النحاس.
- 3xxx – المنغنيز.
- 4xxx – السيليكون.
- 5xxx- مغنيسيوم.
- 6xxx – المغنيسيوم والسيليكون.
- 7xxx – زنك.
- 8xxx – عناصر أخرى.
في مجموعات السبائك من 2xxx إلى 8xxx، يشير الرقم الثاني في تسمية السبائك إلى تعديلات السبائك، إذا كان الرقم الثاني صفرًا، فإنه يشير إلى السبيكة الأصلية، بينما تشير الأرقام من 1 إلى 9 إلى تعديلات السبائكالرقمان الأخيران من أربعة أرقام في التعيين يحددان السبائك المختلفة في المجموعة.
