خوردگی در مهندسی مواد

**maede roshanali** · 25th July 2011 10:27 AM

هنگامي كه يك فلز نسبتا نجيب با يك فلز نسبتا فعال را آلياژ كنيم يا يك آلياژ را در محيطي قرار دهيم كه براي يك جزء خورنده تر باشد يكي از اجزاء خورده مي شود ،و بدون انكه در ابعاد قطعه تغييري حاصل شود خواص مكانيكي آن كاهش مي يابد. عبارت جدايش انتخابي به معني حذف يک عنصر از آلياژ است که تحت عناوين آلياژزدايي و فلززدايي نيز مطرح مي شود.
يكي از بارزترين مواردي كه در مورد جدايش انتخابي مشاهده شده خوردگي در برنج است كه روي از آلياژ جدا شده و مس باقي مي ماند. مورد مهم ديگر در چدن است كه آهن خورده شده و گرافيت باقي مي ماند. اين مورد در لوله هاي زير زمين مشاهده شد كه ظاهر لوله تغيير نكرده بود ولي لوله هيچ استحكامي نداشت. در اينجا گرافيت به عنوان كاتد عمل كرده و باعث خوردگي شده بود.
حذف و از بين رفتن قسمت اعظمي از يک عنصر آلياژي, ماده متخلخلي را بجاي مي گذارد که هيچ گونه استحکام مکانيکي ندارد. گاهي اوقات اين اثر بسيار موضعي بوده, که در اين صورت ممکن است ماده مورد نظر سوراخ گردد. دليل عمده آلياژزدايي آثار گالوانيکي است که بين عناصر مختلف و ترکيب آلياژ به وجود مي آيد اگر چه عوامل ديگري نظير اختلاف در غلظت و درجه حرارت نيز مهم هستند.
در گذشته اکثر مشکلاتي که در اين زمينه گزارش مي شد, مربوط به آلياژهاي برنج بود که در آن فرايندي به نام روي زدايي انجام مي شد اجزايي که به منظور استفاده در آب دريا و آب آشاميدني طراحي شده بودند, نظير برنجهاي مورد استفاده در کندانسورها, شيرها, لوله ها, پيچ ها و واشرها و ... به واسطه همين نوع خوردگي از بين مي رفتند, اما امروزه دريافته اند که اين نوع خوردگي محدود به برنج نبوده و براي آلياژهاي مس با از دست دادن نيکل, آلومينيوم و قلع نيز تحت عناويني نظير نيکل زدايي, آلومينيوم زدايي و قلع زدايي گزارش شده است.
تمام زدايش ها داراي مکانيزمهاي مشابه مي باشند, ولي در اينجا به دليل اهميت برنج, بيشتر پديده روي زدايي مورد بحث قرار ميگيرد.
دو مكانيزم متفاوت براي زدايش روي استفاده شده است. يكي اينكه روي از برنج جدا شده و در جاي خود جاهاي خالي باقي مي گذارد كه اين فرضيه غير منطقي است چون زدايش تا عمقهاي زياد نمي توانست پيش رود ولي در عمل اينگونه نيست. مكانيزم دوم اين است كه برنج حل شده و روي در محلول مي ماند و مس مجدد روي سطح راسب مي شود.
دو نوع عمده برنج وجود دارد: يکي با ساختار تک فاز و ديگري با ساختار دوفاز. متداولترين برنج نوع اول آلياژ 30-70 است, در حالي که برنجهاي 40-60 در گروه دوم قرار دارند. اين آلياژهاي دو فازي به سختي کارسرد مي شوند. لذا استفاده از آلياژهاي 40-60 به صورت ريخته گري بوده, در حالي که برنجهاي 30-70 در مکانهايي که خاصيت چکش خواري حائز اهميت است (به عنوان مثال در لوله ها) بکار مي رود.

افزودن مقادير جزئي از آرسنيک, معمولا در حدود 05/0 درصد به برنج تکفاز (داراي درصد روي پايين) از روي زدايي آن جلوگيري مي کند. آلياژ 30-70 که همراه با آرسنيک مي باشد به نام برنج آدميرالتي (ممانعت شده) شناخته شده و امروز اکثر توليدات تجارتي برنج 30-70 حاوي آرسنيک مي باشند. برنج 30-70 ممانعت نشده نبايد هرگز جهت غوطه ور شدن در آب آشاميدني يا آب دريا مورد استفاده قرار گيرد.
آلياژهاي 40-60 که جهت افزايش و بهبود قابليت ماشينکاريشان به آنها سرب (تقريبا 4 درصد) افزوده مي شود نيز مستعد به روي زدايي مي باشند.