アルミ材料の脱成分について

質問

お世話になっております。
　純アルミ材を使用したダンベル片を使用して塩水噴霧試験を行ったのですが、
　最終的にダンベル片の引張強さが調質Oのスペックをはるかに下回る結果となりました。
　これについて自身の考えとしては、時効軟化による強度低下ではなく、黄銅における
　脱亜鉛減少のような脱成分が起きたためではないかと考えています。
　アルミ材で先述した脱成分減少といいうものは起こるのでしょうか。
　ご教授願います。

回答No.7

kuroneko2020 · ベストアンサー

回答(4)です。

純アルミ(A1100)を塩水噴霧試験した事例を見つけました。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcorr/63/5/63_341/_pdf/-char/ja

試験時間は240時間。試験後の外観が図3にあり、「表面に白色や茶褐色の変色が観察された」と説明されています。写真から見ると全面腐食ではなく、局部腐食のようです。ADC12については孔食深さなど詳細が調査されているのですが、A1100については前記の外観観察だけでした。

A6000系合金を0.5～1年間海水に浸漬した事例がありました。
https://www.nmri.go.jp/oldpages/main/publications/paper/pdf/21/01/02/PNM21010202-00.pdf

40頁4.3.1に表面観察の写真と説明があり、白色の腐食生成物がブツブツと付着しており、その下にピットが生成しています。43頁4.3.2には強度試験結果があります。組成により浸漬による強度(および伸び)の低下幅が異なっていますが、低下したものについては「粒界腐食をともなうマクロ孔食が原因と考えられる」としています。

質問の試験片はどのような腐食状況だったのでしょうか。
事例と同様なら、孔食ピットが強度低下の原因と推測されます。

回答No.6

kuroneko2020

回答(4)です。

JIS H4000(2014)ではA1000系の引張強さは55～95MPaになっています。
腐食試験前の68は規格内でした。腐食試験後は51なので25%の低下し、規格以下です。

強度の低下は当然腐食の影響なのですが、その機構を知るには色々と調べる必要があります。破断形態、破面形態、腐食前後の試験片、特に平行部の表面(目視と顕微鏡)と内部(切断研磨面)の変化を調べます。

だた延性の高い材料ですので、表層の腐食層が破壊の起点になったとしても内部は通常の延性破壊になっているはずです。
全面腐食で試験片断面が25%肉減りにしていると強度も25%低下するわけですが、肉減りはわずかとのことでした。
もし表層25%程度(面積率)が局部腐食の影響で強度が著しく低下していると、強度試験の結果は25%低下します。もちろん調べて見ないと判断できませんが、今回の結果はその可能性が高いと思われます。

回答No.5

kuroneko2020

回答(4)です。

噴霧試験前で、すでに規格を下回っているようですが、どう思いますか。

補足

68でした誤記です。すいません

回答No.4

kuroneko2020

純アルミだから黄銅(第二成分が30～40%)のような主要元素が抜けるような現象が起こることはないと考えます。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcorr1954/16/12/16_12_511/_pdf/-char/ja
の表12のあるように純アルミの焼鈍材の耐海水性(表面処理なし)はアルミ合金の中でも高い方です。

噴霧試験による試験片の寸法、重量、表面状態はどのように変化しているでしょうか。
また強度は噴霧試験前と噴霧試験後でどう変化しているのでしょうか。

可能性の一つとして
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jvsj1958/44/10/44_10_890/_pdf/-char/ja
にある孔食の発生が考えられます。

しかし
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcorr1974/27/4/27_4_194/_pdf/-char/ja
には孔食が発生するには酸化性イオンの共存が必要との説明があり(3.1項)、噴霧試験で必ず孔食が発生するかどうかは不明です。

噴霧試験後の表面に腐食ピットが発生しているなら孔食により強度が低下した可能性が高なります。

補足

ご回答ありがとうございます。
引張強さとしては
噴霧前　64MPa
噴霧後　51MPa
と変化しました。

回答No.3

ohkawa3

塩水噴霧後のサンプルの腐食状態は如何でしたか？
腐食によって断面積の減少が生じている状態であれば、見かけの引張強さが低下するのは、脱成分のようなことを考えなくても、当然に発生すると思います。
腐食が全く生じていないのにもかかわらず、見かけの引張強さが低下している現象がみられているのであれば、状況をもっと詳しくご提示下さるようにお願いします。

補足

回答いただきありがとうございます。
断面積については百分率の増減程度しか見られません。
おそらく付着した塩やカルキ等のものでしょう。

回答No.2

nowane4649

黄銅の脱亜鉛腐食というのは、黄銅自体が銅リッチのα相と亜鉛リッチのβ相の二相合金であり、内部で電池を形成し、勝手に電蝕を起こすことで生じるものです。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%84%B1%E4%BA%9C%E9%89%9B%E8%85%90%E9%A3%9F

なので、単一相とみなせる純アルミにおいて特定成分の選択的溶出によるスポンジ状腐食が起きるとはまず考えにくいです。

回答No.1

hahaha8635

アルミ材料　に　塩水噴霧したら　溶けちゃうわな