CORROSION PROPERTIES OF AGED AZ31 MG ALLOY CONTAINING ND AND LA

Abstract

ABSTRACT

Investigation of the effects of heat treatment and alloy modifications on the corrosion behavior and microstructural properties of AZ31 magnesium alloys. The study focuses on AZ31 alloys subjected to low-pressure chill casting with the addition of La and Nd elements. Corrosion evaluations were performed using potentiodynamic corrosion tests and immersion tests in saline and biological environments. The microstructures were analyzed by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM), with the elemental composition determined by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Wear tests were also conducted to assess the performance of the alloys in different media. The results show that the corrosion behavior of the alloy compositions (e.g. AZ31-0.5Nd-0.1La-20 min and AZ31-0.5Nd-0.5La-20 min) increases in corrosion behavior when exposed to saline and biological environments, respectively have maximum corrosion rates. Corrosion rates were affected by alloy composition and exposure time. The results of the immersion test show that AZ31-10min showed the highest weight loss while AZ31-0.5Nd-0.5La-3h showed the lowest weight loss during the immersion test. The mass loss decreased over time due to the accumulation of salts and dissolved elements on the sample surfaces. Optical micrographs showed the presence of crystal boundaries and twinning in certain coarse grains of alloys containing 0.5% Nd and %La. Grain size was affected by heat treatment, resulting in larger grains due to slow cooling. Aluminum, zinc, and manganese grains showed semicircular shapes, while additions of La and Nd manifested as short fibers. EDX analysis provided insight into the elemental composition of each alloy. Wear rates have been evaluated in both biological and arid environments. In particular, AZ31-0.5Nd-0.1La-1h showed the highest wear rate in biological media, while AZ31-0.5Nd-0.2La-2h showed the highest wear rate under dry conditions.

ÖZET

Isıl işlem ve alaşım modifikasyonlarının AZ31 magnezyum alaşımlarının korozyon davranışı ve mikroyapısal özellikleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi. Çalışma, La ve Nd elementlerinin ilavesiyle düşük basınçlı soğuk döküme tabi tutulan AZ31 alaşımlarına odaklanmaktadır. Korozyon değerlendirmeleri, tuzlu ve biyolojik ortamlarda potansiyodinamik korozyon testleri ve daldırma testleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Mikroyapılar, optik mikroskopi (OM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analiz edildi ve temel bileşim, enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) ile belirlendi. Alaşımların farklı ortamlardaki performansını değerlendirmek için aşınma testleri de yapılmıştır. Sonuçlar, alaşım bileşimlerinin (örneğin AZ31-0.5Nd-0.1La-20 min ve AZ31-0.5Nd-0.5La-20 min) korozyon davranışının sırasıyla tuzlu ve biyolojik ortamlara maruz kaldığında arttığını göstermektedir. korozyon oranları. Korozyon oranları, alaşım bileşimi ve maruz kalma süresinden etkilenmiştir. Daldırma testinin sonuçları, AZ31-10min'in en yüksek ağırlık kaybını gösterdiğini, AZ31-0.5Nd-0.5La-3h'nin daldırma testi sırasında en düşük ağırlık kaybını gösterdiğini göstermektedir. Numune yüzeylerinde tuzların ve çözünmüş elementlerin birikmesi nedeniyle kütle kaybı zamanla azaldı. Optik mikrograflar, %0.5 Nd ve %La içeren bazı kaba alaşım tanelerinde kristal sınırlarının ve ikizlenmenin varlığını gösterdi. Tane boyutu, ısıl işlemden etkilendi ve yavaş soğutma nedeniyle daha büyük taneler elde edildi. Alüminyum, çinko ve manganez taneleri yarım daire şekiller gösterirken, La ve Nd ilaveleri kısa lifler olarak kendini gösterdi. EDX analizi, her bir alaşımın temel bileşimi hakkında fikir verdi. Aşınma oranları hem biyolojik hem de kurak ortamlarda değerlendirilmiştir. Özellikle AZ31-0.5Nd-0.1La-1h biyolojik ortamda en yüksek aşınma oranını gösterirken AZ31-0.5Nd-0.2La-2h kuru koşullarda en yüksek aşınma oranını göstermiştir.