Bu tədqiqat, yüksək temperatur möhkəmliyi amaçlanan Al-Cu-Mg-Ag ərintilərində dəyişkən temperaturlu, izotermal olmayan yaşlandırmanın korroziya müqavimətini hangi mikrostruktur mexanizmlərla artırdığını araşdırmaktadır. Geleneksel kimi 165 °C’də tətbiq edilən T6 izotermal yaşlandırma ilə 90 °C’den başlayarak 40 °C·saat⁻¹ sürətla 210 °C’ye çıkarılan NIA40 işlemi qarşılaştırılmış; mekanik testler, dənələrarası korroziya, təbəqəli korroziya, yavaş deformasiya sürətli dartma, yerinde elektrokimyəvi impedans, SEM, TEM, HAADF-STEM və KPFM analizleri birlikte istifadə edilmişdir. NIA40 işlemi, dartma möhkəmliyinı T6’ya görə yalnızca 8 MPa azaltırken orta dənələrarası korroziya derinliğini 127,3 μm’den 69,3 μm’ye düşürmüş; korroziya cərəyan sıxlığınu azaltmış və gərginlik korroziyası duyarlılığı indeksini 0,17’den 0,07’ye indirmiştir. Tədqiqatçılar bu iyiləşmeyi, dənə sərhədlərindəki mis baxımından zəngin çöküntülərin kesintili hâle gelmesi, çöküntüsüz zonanin daralması, mikroqalvanik potansiyel farkının küçülmesi və hidrogen birikiminin sınırlanmasıyla açıklamaktadır. Bununla belə tədqiqat hakem rəyindən keçməmişdir; yalnızca tek bir laboratoriya ərintisi, 3 mm kalınlığındaki haddelenmiş levha və kontrollü tuzlu çözelti şərtlərı incelenmiş, sənaye miqyas, yorulma, gerçek atmosfer, qaynaqlı birleşimler və uzun müddətli servis ömrü təsdiqlənməmişdir.

Tədqiqatın əsas töhfəsi, yaşlandırma işleminin yalnızca ərinti sertliğini və çöküntü boyutunu değil, dənə sərhədindəki çöküntülərin kimyasını, müddətkliliğini və çevresindeki çöküntüsüz zonayi də belirlediğini göstermesidir. Geleneksel T6 şərtunda tane sınırları boyunca uzanan mis baxımından zəngin çöküntülər, korroziyanın ilərleyebiləceği müddətkli bir elektrokimyəvi yol yaratmışdır. NIA40 şərtunda isə daha kısa müddətde ulaşılan yüksək temperatur, çözünen atomların yeniden dağılmasını sağlamış; dənə sərhədi çöküntüləri arasındaki keçidyı kesmiş və qoruyucu oksid filmin gerilim altında daha uzun müddət sabit kalmasına töhfəda bulunmuştur.

Türkiyə baxımından dəyərləndirmə: Bulgular; Türkiyədə havacılık, savunma, zırhlı araç, denizcilik, sürətli ulaşım və yüksək temperaturta çalışan hafif metal komponentlər üçün geliştirilən alüminium ərintilərının termal işlem tasarımına metodoloji töhfə sunabilir. Yaklaşımın uygulanabilmesi üçün Türkiyədə üretilən ərintilərın gerçek kimyəvi tərkibi, levha kalınlığı, dövme və ya hadde yönü, fırın temperatur homojenliği, istiliktma-soğutma sürəti, su verme gecikmesi və artık gerilmeleri dikkate alınarak yeniden doğrulama strukturlmalıdır. Tuz püskürtme, nemli atmosfer, deniz ortamı, termal dövr, yorulma, mənbə bölgeleri, kaplama uyumu və tam miqyaslı parça testləri də lazımlıdir. Bu araşdırmadan NIA40 işleminin Türkiyədə istifadə edilən bütün 2xxx serisi ərintilərda eyni sonucu vereceği, mevcut savunma və ya havacılık parçalarının servis ömrünü belirli bir nisbətda uzatacağı ya da işlemin sənaye kimi ekonomik olduğu sonucu birbaşa çıkarılamaz.

Araşdırmanın ele aldığı problem nedir?

Al-Cu-Mg-Ag ərintilərı, yüksək temperaturlarda möhkəmlik sağlayan Ω və θ′ türü çöküntülər nedeniyle havacılık və yüksek performanslı struktur tətbiqlar üçün dəyərlendirilmektedir. Bunun əksinə mis içeriğinin yüksek olması, ərintisin klorür içeren nemli ortamlarda yerli elektrokimyəvi fərqlilıklar geliştirmesine neden olabilir. Alaşım gerilim altındayken qoruyucu oksid filmin çatlaması, klorür iyonlarının metal yüzeyine ulaşması və hidrogenin tane sınırları ilə kusurlu bölgelerde birikmesi; dənələrarası korroziya, təbəqəli korroziya və gərginlik korroziyası çatlamasını birlikte sürətlandırabilir.

Yaşlandırma sırasında mis, maqnezium və gümüş atomlarının nasıl dağıldığı; dənə daxilindeki güçlendirici çöküntülərin yanında dənə sərhədi çöküntülərinin böyüklüğünü, kimyasını və müddətkliliğini də müəyyən etməktedir. Tane sınırında kesintisiz bir çöküntü dizisi oluşması, korroziyanın bir taneden diğerine ilərleyebiləceği müddətkli bir yol yaratabilir. Həmçinin çözünen atomların dənə sərhədina taşınması, sınırın iki yanında çöküntü içermeyen və elektrokimyəvi kimi daha etkin davranabilən bölgeler yarada bilər.

Araşdırmanın əsas sualsu, temperaturun zaman üçünde değiştirildiği bir yaşlandırma işleminin çözünen atom dağılımını düzenleyerek korroziya yollarını kesip kesemeyeceği və bunu yaparken ərintisin mekanik möhkəmliyinı koruyup koruyamayacağıdır.

Karşılaştırılan iki yaşlandırma işlemi

Her iki nümunə grubu da 510 °C’də 1,5 saat çözeltiye alma işleminden sonra su məlumatlarek hazırlanmışdır. Geleneksel T6 nümunəsi 165 °C’də izotermal kimi yaşlandırılmıştır. NIA40 nümunəsinde isə temperatur 90 °C’den başlatılmış, 40 °C·saat⁻¹ sürətla 210 °C’ye çıkarılmış və daha sonra 20 °C·saat⁻¹ sürətla düşürülmüştür.

NIA40 nümunəsi təxminən 4 saat üçünde tepe sertliğe ulaşırken T6 nümunəsinin benzer sərtlik düzeyine ulaşması təxminən 13–14 saat sürmüştür. Tədqiqatda istifadə edilən doğrusal temperatur-zaman ilişkisi şöyledir:

\[ T = T_0 + kt \]

Burada T belirli bir andaki temperaturu, T₀ başlanğıc temperaturunı, k istiliktma sürətinı və t zamanı göstərir. Tədqiqatçıların kinetik hesabına görə 165 °C’də 14 saatlik referans yaşlandırmaya eşdəyər yaşlandırma düzeyine, 40 °C·saat⁻¹ istiliktma sürətinda təxminən 3,94 saatte ulaşılmaktadır.

Mekanik möhkəmlik korunabildi mi?

Tepe yaşlandırılmış nümunələrin otaq temperaturundaki standart çekme nəticələri birbirine yakındır. T6 nümunəsinin dartma möhkəmliyi 501 ± 2,8 MPa, axma möhkəmliyi 447 ± 1,6 MPa və uzanması %11,2 ± 0,2 kimi ölçülmüşdür. NIA40 nümunəsinde eyni dəyərler sırasıyla 493 ± 3,6 MPa, 440 ± 2,1 MPa və %11,3 ± 0,1’dir.

NIA40 işlemi dartma möhkəmliyinda 8 MPa, axma möhkəmliyinda 7 MPa azalmaya yol açmış; bunun əksinə uzanma dəyəri değişmemiştir. Bu nəticə, araşdırılan laboratoriya şərtlərində korroziya müqavimətindeki iyiləşmenin böyük bir mekanik möhkəmlik kaybı qarşılığında elde edilmediğini göstərir. Lakin təcrübə tekrarlarının sayistilik və gruplar arasındaki farklar üçün istatistiksel anlamlılık testi məlumatlmemiştir.

Taneler arası korroziya nasıl değişti?

Numuneler, GB7998-2005 üsulune görə 1 mol·L⁻¹ NaCl və litre başına 10 mL H₂O₂ içeren çözeltide 6 saat bekletilmiştir. T6 nümunəsinin kesit görüntülərinde korroziya çatlakları tane sınırları boyunca hem derine hem də yatay yönde ilərlemiş; üç ölçmə bölgesinde 132, 115 və 135 μm derinlikler müəyyən edilmişdir. Ortalama dəyər 127,3 μm’dir.

NIA40 nümunəsinde ölçülen derinlikler 65, 68 və 75 μm, orta derinlik isə 69,3 μm’dir. Böylece orta korroziya derinliği T6’ya görə təxminən 58 μm və ya %45,6 azalmışdır. NIA40 görüntülərinde çatlakların yön değiştirdiği və saldırının çoğunlukla iri ikinci faza parçacıkları çevresinde yerli kaldığı görülmüştür.

Tabakalı korroziya neden gecikti?

Yüzey görüntüləri 6, 12, 18, 24, 36 və 48 saatlik maruziyetler boyunca qarşılaştırılmıştır. T6 nümunəsinde 18 saatten itibaren aydın yüzey kabarması görülmüş, 36 saatte tabakalı ayrılma başlamış və 48 saatte yüzeyin geniş bölümüne yayılan katmanlı korroziya yaranmışdır. NIA40 nümunəsinde isə 24 saatte hafif kabarma, 36 və 48 saatte artan çukurlaşma görülmesine rağmen 48 saate kadar aydın katmanlı ayrılma bildirilmemiştir.

Tədqiqatçılar bu farkı, dənə sərhədi boyunca ilərleyen korroziya ürünlerinin həcmsel genişlemesine bağlamaktadır. Sürekli dənə sərhədi korroziyanı, metal hidroksitlerin çatlak üçünde birikmesine və komşu dənələri ayırmaya çalışan kama gerilmelerine yol açmaktadır. T6 nümunəsindeki müddətkli çöküntü yolu bu müddətci sürətlandırırken NIA40 nümunəsindeki kesintili çöküntülər ilərleme yolunu bölmektedir.

Hidrojen ölçmələri ne gösterdi?

Altı saatlik təbəqəli korroziya işleminden sonra gerçekleştirilən hidrogen desorpsiyon ölçməünde cədvəlda T6 üçün %4,28, NIA40 üçün %3,66 dəyərləri məlumatlmiştir. Korozyona uğramamış nümunələrde dəyərler sırasıyla %0,07 və %0,05’tir. Bununla belə açıklama metni NIA40 nümunəsi üçün %3,26 dəyərini kullanmaktadır. Tablo ilə mətn arasındaki bu fark nedeniyle NIA40’ın kesin sayısal dəyəri mənbəta tutarlı değildir.

Qaynaq, nəticələri “wt.%” kimi raporlamaktadır; lakin hidrogen analiz cihazının modeli, standart nümunələr, kalibrasyon tənliki, nümunə kütləsi, algılama sınırı və belirsizlik hesabı məlumatlmemiştir. Bu nedenle dəyərlərin mutlak hidrogen derişimi kimi fiziksel yorumlanması məhduddur. Güvenle söylenebiləcek tapıntı, istifadə edilən ölçmə düzeninde korroziyaya uğramış T6 nümunəsinin NIA40’tan daha güclü hidrogen desorpsiyon siqnali vermesidir.

Önerilən mekanizmada metal iyonlarının hidroliziyle yaranan protonlar katodik bölgelerde elektron alarak adsorplanmış hidrogene çevrilir:

\[ \mathrm{H^+ + e^- \rightarrow H_{ads}} \]

Adsorplanmış hidrogenin bir bölümü metal üçüne geçebilir:

\[ \mathrm{H_{ads} \rightarrow H_{abs}} \]

Bir bölümü isə molekulyar hidrogene dönüşerek ayrılabilir:

\[ \mathrm{2H_{ads} \rightarrow H_2} \]

T6 nümunəsindeki müddətkli və mis baxımından zəngin dənə sərhədi çöküntülərinin daha fazala hidrogen tutma bölgesi oluşturduğu; hidrogenin dənə sərhədi bağlarını zəiflatması, çatlak büyümesi və metal çözünmesi arasında pozitif geri besleme geliştiği iləri sürülmektedir.

Gerilimli korroziya çatlaması nəticələri

Yavaş gerinim sürətli çekme təcrübələri havada və %3,5 NaCl çözeltisinde gerçekleştirilmiştir. T6 nümunəsinin dartma möhkəmliyi havada 471 MPa iken tuzlu çözeltide 417 MPa’ya düşmüşdür. Uzama %17,0’den %10,7’ye geriləmiş və nümunə təxminən 30,8 saatte qırılmışdır.

NIA40 nümunəsinin dartma möhkəmliyi havada 510 MPa, çözeltide 501 MPa kimi ölçülmüşdür. Dayanım kaybı yalnızca 9 MPa’dır. Uzama %25,1’den %17,6’ya düşmesine rağmen korroziya ortamındaki uzanması T6 nümunəsinden 6,9 yüzde puanı daha yüksektir. Kırılma müddəti təxminən 38,3 saate ulaşmıştır.

Gerilimli korroziya duyarlılığı üçün istifadə edilən tənlik şöyledir:

\[ I_{\mathrm{SSRT}} = \left(1-\frac{\sigma_s(1+\delta_s)}{\sigma_A(1+\delta_A)}\right)\times 100\% \]

Burada σ_s və δ_s tuzlu çözeltideki dartma möhkəmliyi və uzanmayı, σ_A və δ_A havadaki dəyərləri temsil etmektedir. Tədqiqat T6 üçün 0,17, NIA40 üçün 0,07 nəticələrinı vermektedir. Denklemde nəticə yüzdeyle çarpılmasına və cədvəlnun sütununda yüzde işareti bulunmasına rağmen dəyərlərin 17 və 7 yerine 0,17 və 0,07 yazılması, indeksin ondalık mı yoksa yüzde kimi mı raporlandığını belirsiz bırakmaktadır. İki gösterimden hangisi kullanılırsa kullanılsın, tədqiqat üçündeki qarşılaştırma NIA40 nümunəsinin daha düşük duyarlılığa sahip olduğunu göstərir.

Polarizasyon ölçmələri

%3,5 NaCl çözeltisindeki potansiyodinamik polarizasyon nəticələrinda T6 nümunəsinin korroziya potansiyeli −0,746 ± 0,01 V_SCE, NIA40 nümunəsinin potansiyeli −0,683 ± 0,01 V_SCE kimi müəyyən edilmişdir. NIA40’taki daha pozitif dəyər, araşdırılan şərtda daha düşük aktif çözünme eğilimiyle uyumludur.

Korozyon cərəyan sıxlığı T6 üçün 8,34 ± 0,33 × 10⁻⁷ A·cm⁻², NIA40 üçün 4,88 ± 0,52 × 10⁻⁷ A·cm⁻² kimi bildirilmişdir. NIA40 dəyəri T6’dan təxminən %41,5 daha düşüktür. Bu nəticə, dənələrarası korroziya və yüzey görüntülərindeki eğilimle eyni yöndedir.

Yerinde elektrokimyəvi impedans neyi ortaya koydu?

Numuneler %3,5 NaCl çözeltisi üçündeyken 1 μm·dəqiqə⁻¹ sabit yer değiştirme sürətiyla çekilmiş və eyni anda 0,01–10⁵ Hz aralığında elektrokimyəvi impedans spektrları alınmıştır. Böylece korroziya davranışı qırılma gerçekleşene kadar başlanğıc, ara və son aşamalar boyunca izlenmiştir.

Empedans modelinde R_s çözelti müqavimətini, R_f oksid film müqavimətini, R_ct yük ötürmə müqavimətini; Q_f, Q_hole və Q_dl isə sırasıyla oksit film, filmdeki gözenekler və elektriksel çift tabaka üçün sabit faza elemanlarını temsil etmektedir.

Sabit faza elemanının empedansı tədqiqatda bu şəkildə ifade edilmiştir:

\[ Z_{\mathrm{CPE}} = Y_0^{-1}(j\omega)^{-n} \]

Burada Y₀ sabit fazaa elementinın böyüklüğü, j sanal birim, ω açısal frekans və n ideal kapasitörden sapmayı tanımlayan dağılım katsayistilikdır. n = 1 ideal kapasitif, n = 0 müqavimət benzeri davranışı temsil etmektedir.

İlk saatlerde NIA40 nümunəsinin R_ct dəyəri təxminən 4,7 × 10⁴ Ω·cm², T6 nümunəsinin dəyəri təxminən 5963 Ω·cm² kimi məlumatlmiştir. Bu dəyərler təxminən sekiz katlık bir fark göstərir. Beşinci saatte də NIA40 üçün təxminən 4,1 × 10⁴ Ω·cm², T6 üçün 5009 Ω·cm² bildirilmişdir. Buna rağmen metnin başka bir bölümünde ilk beş saat üçün fark “dört kat” kimi tanımlanmaktadır. Tablo dəyərləri təxminən sekiz katlık farkı desteklemektedir.

Yaklaşık 10 saat sonra her iki ərintisin yük ötürmə müqaviməti azalmışdır. NIA40 dəyəri bu aşamada T6’nın təxminən altı katı düzeyinde qalmışdır. T6 nümunəsinde 5–10 saat aralığı en sürətli bozulma dəhəmiyyətlerinden biri olmuş; oksit filmin qırılmasıyla klorür iyonlarının altlığa ulaşması və korroziya ürünlerinin birikmesi düşük frekanslı Warburg kuyruğuyla ilişkiləndirilmiştir.

NIA40 nümunəsinde en keskin düşüş 20–25 saat arasında görülmüş, T6 nümunəsi təxminən 31 saatte, NIA40 nümunəsi isə təxminən 38–39 saatte qırılmışdır. Tədqiqatçılar NIA40’taki gecikmeyi daha sabit oksit film, daha düşük dənə sərhədi çözünmesi və başlanğıc çatlaklarının daha yavaş oluşmasıyla açıklamaktadır.

Tane böyüklüğü və dənə daxili çöküntülər

EBSD nəticələrinda her iki ərintida da ağırlıklı kimi eş eksenli dənələr görülmüştür. T6 nümunəsinin orta tane çapı 50,8 μm, NIA40 nümunəsinin orta tane çapı 35,3 μm kimi ölçülmüşdür. Korozyon sonrasındaki element xəritəlarında T6 nümunəsinde daha yoğun dənə sərhədi çatlakları müəyyən edilmişdir.

Tane üçündeki ana güçlendirici çöküntülər Ω və θ′ fazaalarıdır. HRTEM və sürətli Fourier çevrilməü görüntüləri bu fazaaların alüminium matrisiyle yarı uyumlu arayüzler oluşturduğunu göstərir. Ω fazaası ilə α-Al matrisi arasındaki aydın kontrast, Mg-Ag atomik tabakalarının Al₂Cu tabanlı Ω fazaası yüzeyinde ayrışmasıyla ilişkiləndirilmiştir.

NIA40 nümunəsindeki çöküntülər orta kimi daha böyük və kalın, sayı yoğunluğu daha düşük, toplam həcm nisbəti isə daha yüksektir. Boyut dağılımı da T6’dan daha geniştir. T6 çöküntülərinin %85’ten fazalası 5–30 nm aralığında bulunurken NIA40 üçün bu nisbət təxminən %70’tir.

Sonuç bölümünde NIA40 üçün “yüksek sıxlıqlu Ω fazaaları” ifadesi kullanılmasına rağmen nicel cədvəlda NIA40’ın çöküntü sayı yoğunluğu T6’dan daha düşüktür. Bu nedenle NIA40’ın üstünlüğü yalnızca daha yüksek çöküntü sayistilikna değil; daha yüksek həcm nisbəti, fərqli boyut dağılımı və dənə sərhədi düzenine bağlanmalıdır.

Tane sınırı çöküntüləri və çöküntüsüz zona

Tədqiqatın ana mekanik açıklaması dənə sərhədi strukturuna dayanmaktadır. Metin, T6 nümunəsinde mis baxımından zəngin çöküntülərin dənə sərhədi boyunca müddətkli bir dizi oluşturduğunu, NIA40 nümunəsinde isə daha kesintili dağıldığını bildirmektedir.

Şekil üçündeki ölçmələrde müddətkli çöküntü dizisinin yanında çöküntüsüz zona genişliği 125 nm’den böyük, kesintili çöküntü strukturunda isə 30 nm’den kiçik göstərilmişdir. Tədqiqatın genel mekanizması, geniş bölgenin T6’ya və dar bölgenin NIA40’a ait olduğunu ortaya koymaktadır. Lakin Şekil 16’nın yazılı açıklamasında panel grupları ters sırada adlandırılmıştır. Bu nedenle panel harflerine değil, şəkil üçündeki “continuous GBPs”, “discontinuous GBPs”, PFZ ölçüleri və tartışmanın bütününe dayanmak lazımdır.

NIA40 işleminde temperaturun 210 °C’ye kadar yükselmesi, çözünen atomların həcmsel difüzyonunu sürətlandırmaktadır. Kısa müddətli yüksək temperatur, bazı kiçik çöküntülərin yeniden çözünmesine və soğuma sırasında yeniden çökelmesine olanak vermektedir. Böylece atomlar yalnızca dənə sərhədina taşınmak yerine dənə daxiline və sınır çevresine daha dengeli dağılmakta, geniş bir çöküntüsüz zonanin oluşması baskılanmaktadır.

Metnin böyük bölümünde NIA40 dənə sərhədi çöküntüləri “kesintili” kimi tanımlanmış və bu özellik korroziya müqavimətinin əsas nedeni kabul edilmiştir. Bunun əksinə tartışmanın bir paragrafında NIA40 çöküntülərinin “daha müddətkli və daha ince” hâle geldiği yazılmıştır. Bu cümle, görüntülər, nəticə bölümü və diğer mekanizma açıklamalarıyla çelişmektedir.

KPFM ölçmələri mikroqalvanik farkı nasıl gösterdi?

Kelvin prob kuvvet mikroskopisi, dənə sərhədi çöküntüləri ilə alüminium matrisi arasındaki Volta potensial fərqinı qarşılaştırmak üçün istifadə edilmişdir. NIA40 nümunəsinde fark təxminən 90–140 mV, T6 nümunəsinde təxminən 120–200 mV kimi ölçülmüşdür.

Daha yüksek potansiyel farkı, çöküntü ilə matris arasında daha güclü bir mikroqalvanik çift oluşması anlamına gelmektedir. T6 nümunəsindeki mis baxımından zəngin çöküntülər daha katodik davranarak komşu alüminiumun və ya çöküntüsüz zonanin anodik çözünmesini sürətlandırabilir. NIA40’taki daha düşük fark isə yerli galvanik itici gücün zəifladığını göstərir.

Çözünen atom difüzyonu neden mühümdir?

Araşdırmada çözünen atomların diffuziya əmsalı Arrhenius ilişkisiyle açıklanmıştır:

\[ D = D_0 \exp\left(-\frac{Q_D}{R_gT}\right) \]

Burada D diffuziya əmsalı, D₀ ön-üstel katsayı, Q_D difüzyon aktivləşmə enerjisi, R_g evrensel gaz sabiti və T mutlak temperaturtır. Sıcaklık yükseldikçe Cu, Mg və Ag atomlarının matris üçündeki hareketliliği artmaktadır.

Tədqiqatda misın 165 °C’deki hesaplanan diffuziya əmsalı 4,64 × 10⁻²¹ m²·s⁻¹, 190 °C’deki katsayistilik isə 3,38 × 10⁻²⁰ m²·s⁻¹ kimi məlumatlmiştir. Yüksek temperatur difüzyonu sürətlandırsa da NIA40’ın toplam müddətinin kısa olması, misın dənə sərhədlərində uzun müddətli və aşırı zenginleşmesini məhdudlaşdırır. Tədqiqatın önerdiği mekanizmaya görə belirleyici olan yalnızca temperatur değil, temperatur ilə işlem müddətinin birlikte oluşturduğu difüzyon geçmişidir.

Önerilən korroziya mekanizması

T6 şərtunda dənə sərhədindəki mis baxımından zəngin çöküntülər və geniş çöküntüsüz zona arasında böyük elektrokimyəvi fark oluşmaktadır. Sürekli çöküntü dizisi, yerli çözünmenin dənə sərhədi boyunca ilərleyebiləceği keçidlı bir yol sağlar. Metal çözünmesi və oksijen reduksiya edilməsi mənbəta şu genel tepkimelerle göstərilmişdir:

\[ \mathrm{M \rightarrow M^{n+} + ne^-} \]

\[ \mathrm{O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-} \]

Çözünen metal iyonlarının hidrolizi yerli asitliği artırabilir:

\[ \mathrm{M^{n+} + xH_2O \rightarrow M(OH)_x^{(n-x)+} + xH^+} \]

Yerel asitleşme koruyucu filmin yeniden oluşmasını zorlaştırırken hidrogen istehsalini desteklemektedir. Korozyon ürünlerinin çatlaklarda birikmesi həcmsel genişleme və kama gerilmesi oluşturur. Bu gerilmeler komşu dənələri kaldırarak təbəqəli korroziyaa, hidrogen birikimi isə dənə sərhədi bağlarının zəiflamasına və gərginlik korroziyası çatlamasına töhfəda bulunur.

NIA40 şərtunda çöküntülərin kesintili dağılımı korroziya yolunu böler; daha dar çöküntüsüz zona və daha düşük Volta potensial fərqi anodik çözünme eğilimini azaltır. Başlangıçtaki oksit film daha yüksek film və yük ötürmə müqaviməti sergilədiği üçün çukurcukların dənə sərhədi çatlağına dönüşmesi gecikir. Daha az və daha kısa çatlak, hidrogenin iç bölgelere ulaşabiləceği yolları da sınırlar.

Tədqiqatın desteklediği nəticələr

• NIA40 işlemi, araşdırılan ərintida pik yaşlandırma müddətini təxminən 13–14 saatten təxminən 4 saate düşürmüştür.
• NIA40 nümunəsi, T6’ya çox yakın çekme və axma möhkəmliyi qorumuşdur.
• Altı saatlik standart təcrübəde orta dənələrarası korroziya derinliği 127,3 μm’den 69,3 μm’ye düşmüşdür.
• NIA40 nümunəsinde 48 saate kadar aydın katmanlı yüzey ayrılması görülmezken T6 nümunəsinde 36–48 saatte yaygın təbəqəli korroziya yaranmışdır.
• %3,5 NaCl üçündeki yavaş gerinim təcrübəinde NIA40’ın dartma möhkəmliyi yalnızca 9 MPa, T6’nınki 54 MPa azalmışdır.
• NIA40 daha düşük korroziya cərəyan sıxlığı və daha yüksek erken dəhəmiyyət yük ötürmə müqaviməti göstərmişdir.
• NIA40’ta dənə sərhədi çöküntüləri ilə matris arasındaki Volta potensial fərqi daha düşük ölçülmüşdür.
• Mikrostruktur nəticələri NIA40’ta daha kesintili dənə sərhədi çöküntüləri və daha dar bir çöküntüsüz zona bulunduğunu genel kimi desteklemektedir.

Tədqiqat neyi göstermemektedir?

• Sonuçlar bütün Al-Cu-Mg-Ag və ya 2xxx serisi ərintilər üçün genel bir optimum yaşlandırma reçetesi oluşturmaz.
• 40 °C·saat⁻¹ istiliktma sürətinın fərqli levha kalınlıklarında və ya böyük sənaye parçalarda eyni mikrostrukturyı oluşturacağı gösterilmemiştir.
• Gerçek atmosfer, deniz suyu, sıcak-nemli dövr, kirleticilər və ya değişken mekanik yükler altında servis ömrü belirlenmemiştir.
• Yorulma-korroziya, darbe, balistik performans, sürünmə, qaynaqlı birleşim və ya kaplama uyumu test edilmemiştir.
• İşlemin enerji tüketimi, fırın kapasitesi, istehsal maya dəyərii, parça çarpılması və sənaye kalite kontrol gereksinimleri hesaplanmamıştır.
• İnsan və ya çevre güvenliğiyle ilgili bir dəyərləndirmə strukturlmamıştır.
• Hidrojen nəticələri, cihaz və kalibrasyon ayrıntıları əskik olduğu üçün kesin bir mutlak hidrogen derişimi doğrulaması sunmamaktadır.
• Hakem dəyərləndirməsi bulunmadığından formulaler, panel açıklamaları və sayısal uyğunsuzluqlar bağımsız bilimsel denetimden geçmemiştir.

Metin üçündeki mühüm uyğunsuzluqlar

Tədqiqatın Yöntemi və Bulguları

Alaşım tərkibi

Yüksek saflıktaki Al, Mg və Ag birbaşa element kimi; Cu, Mn və Ti isə sırasıyla Al–47Cu, Al–10Mn və Al–5Ti ana ərintilərı üzərindən eklenmiştir.

Üretim və termal işlem müddətci

Mekanik təcrübələr

• Sertlik nümunələri 10 × 10 mm hazırlanmışdır.
• HV-10B Vickers cihazında 0,5 kg yük və 15 saniyə bekleme müddəti istifadə edilmişdir.
• Her nümunəde beş noktadan ölçmə strukturlarak orta alınmıştır.
• Çekme nümunələri hadde yönünde hazırlanmışdır.
• Paralel bölüm uzunluğu 32 mm, ölçü boyu 25 mm’dir.
• MTS858 cihazında çapraz kafa sürəti 2 mm·dəqiqə⁻¹ kimi tətbiq edilmişdir.

Korozyon və elektrokimya təcrübələri

Mikrostruktur karakterizasyonu

• Tane strukturu və korroziya morfolojisi SEM və yönelim xəritəlarıyla araşdırılmışdır.
• Çökeltilər Titan G2 60-300 aberasyon düzeltmeli transmisyon elektron mikroskobuyla görüntülenmiştir.
• TEM nümunələri təxminən 80 μm’ye inceltilmiş və 3 mm çaplı diskler hâline getirilmiştir.
• Elektrolitik çift püskürtme, 110 mA sabit akımda və həcmce 3:7 nitrik asit-metanol çözeltisiyle strukturlmıştır.
• İnce bölge kalınlığı CBED və Crystbox ilə dəyərləndirilmişdir.
• Ω və θ′ fazaaları HRTEM, seçilmiş alan elektron kırınımı və FFT desenleriyle tanımlanmıştır.
• Tane sınırı tərkibi HAADF-STEM element xəritəlarıyla dəyərləndirilmişdir.
• Yerel yüzey potansiyeli AFM ilə KPFM istifadə edilərək qarşılaştırılmıştır.

Toplu nəticə cədvəlsu

Tekrarlanabilirlik və metodoloji sınırlamalar

Sertlik ölçmələrinde beş nokta və dənələrarası korroziya derinliğinde üç bölge istifadə edilmişdir. Bunun əksinə bağımsız ərinti istehsal sayistilik, çekme və SSRT nümunə sayistilik, elektrokimyəvi tekrar sayistilik və hidrogen analizindeki tekrarlar açıkça məlumatlmemiştir. Bazı dəyərlerde standart sapma sunulmasına rağmen nümunəlem böyüklüğü və istatistiksel anlamlılık testləri bulunmamaktadır.

Tabakalı korroziya təcrübəinin çözeltisi, standart numarası, temperaturu və nümunə yüzey alanı ayrı bir üsul başlığı altında tam kimi açıklanmamıştır. Hidrojen analiz cihazı, istiliktma programı, taşıyıcı gaz, nümunə kütləsi və kalibrasyon eğrisi məlumatlmemiştir. AFM/KPFM cihaz modeli, prob xüsusiləri, tarama ortamı və yüzey hazırlama ayrıntıları da əskiktir.

Isıl işlem yalnızca 3 mm levha üzərində denenmiştir. Büyük kesitlerde merkez və yüzey arasındaki temperatur farkları, su verme gecikmesi, artık gerilme, fırın yükü və soğutma sürətinın eyni mikrostrukturyı koruyup korumayacağı bilinmemektedir. Bu nedenlerle üsul laboratoriya düzeyinde güclü bir qarşılaştırma sağlasa da birbaşa sənaye istehsal reçetesi kimi dəyərlendirilmemelidir.

Mənbə və Metod Qeydi

Tədqiqatın tam özgün adı: Mechanistic Investigation into the Enhancement of the Corrosion Resistance of Al-Cu-Mg-Ag Alloys by regulating solute distribution via well-designed Variable-Temperature Aging Process

Yazarlar və sıraları: Yuzhe Pan, Wenting Li, Wenfeng Mo, Zuoqiong Ouyang, Zhengwu Xiang, Binghui Luo.

Eş töhfə və ya eş birinci müəllif: Tədqiqatda eş töhfə ya da eş birinci müəlliflık açıklaması bulunmamaktadır.

Sorumlu və ilətişim müəllifı: Başlık sayfasında yıldız işareti Binghui Luo’nun adında bulunmaktadır; bu nedenle tədqiqat metnine görə məsul müəllif Binghui Luo’dur. Lakin məsul müəllif e-posta adresi məlumatlmemiştir. SSRN kayıt sayfası Wenting Li’yi “Contact Author” kimi göstərir. Bu iki bibliyoqrafik rol arasındaki ilişki mənbəta açıklanmamıştır.

Kurumlar: Yuzhe Pan, Wenting Li, Wenfeng Mo, Zuoqiong Ouyang və Zhengwu Xiang üçün School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China qeyd edilmişdir. Binghui Luo həmçinin Key Laboratory of Nonferrous Metal Materials Science and Engineering, Ministry of Education, Central South University qurumuna bağlıdır.

DOI: 10.2139/ssrn.7194077. Bu DOI, SSRN preprint kaydına aittir və hakemli jurnal makalesi DOI’si değildir.

Dergi və ya konfrans: Yüklenen sürüm üçün doğrulanmış bir hakemli jurnal və ya konfrans nəşrı bulunmamaktadır.

Yayın platformau: SSRN.

Özgün nəşriyyat: Tədqiqat üçün doğrulanmış bir jurnal nəşriyyat belirtilmemiştir. SSRN, tədqiqatın dağıtıldığı preprint platformaudur.

Yayın yılı: 2026.

Qaynaq türü: Deneysel material bilimi, metalurji, korroziya və elektrokimya araşdırma preprinti.

Hakemlik durumu: Tədqiqat hakem rəyindən keçməmişdir. Her sayfada “This preprint research paper has not been peer reviewed” və “Preprint not peer reviewed” uyarıları bulunmaktadır.

Resmî keçidlar:SSRN rəsmi kayıt sayfası və DOI keçidsı.

Yazar töhfəları: Yuzhe Pan kavramsallaştırma, məlumat düzenleme və ilk taslak; Wenting Li biçimsel analiz və məlumat düzenleme; Wenfeng Mo məlumat düzenleme; Zuoqiong Ouyang inceleme və düzenleme; Zhengwu Xiang məlumat düzenleme və üsul; Binghui Luo maliyyələşmə, gözetim, doğrulama, inceleme və düzenleme görəvleriyle qeyd edilmişdir.

Çıkar çatışması: Yazarlar, tədqiqatı etkiləyebiləcek bilinen bir mali çıkar və ya kişisəl ilişki bulunmadığını beyan etmiştir.

Bu Türkçe makale, tədqiqatın ana metni, təcrübə protokolleri, formulaleri, cədvəlları, mekanik və elektrokimyəvi ölçmələri, korroziya görüntüləri, mikrostruktur xəritəları və mekanizma şemaları esas alınarak hazırlanmışdır. Tədqiqatda bulunmayan yeni bir təcrübə sonucu və ya dış mənbətan bilimsel tapıntı eklenmemiştir. Dış mənbə istifadəsi yalnızca DOI, SSRN kaydı və ilətişim müəllifı gibi bibliyoqrafik kimlik bilgilərinin doğrulanmasıyla sınırlandırılmıştır.

Tədqiqatın başlıca məhdudlıkları; hakem dəyərləndirməsinden geçmemiş olması, tek ərinti tərkibi və tek levha kalınlığı kullanılması, bazı təcrübələrde tekrar sayılarının açıklanmaması, istatistiksel anlamlılık analizinin bulunmaması, təbəqəli korroziya və hidrogen analiz üsullerinin əskik tanımlanması, gerçek servis ortamı ilə uzunmüddətlili yorulma doğrulamasının strukturlmaması və mətn üçünde birden fazala sayısal ya da panel eşleştirme tutarsızlığı bulunmasıdır.

Sonuçlar, belirtilən Al-Cu-Mg-Ag tərkibi və laboratoriya şərtlərində NIA40 işleminin T6 yaşlandırmaya görə daha iyi korroziya müqaviməti sağlayabildiğini göstərir. Bulgular kommersiya parçalarda garanti edilmiş kullanım ömrü, bütün 2xxx ərintilərına tətbiq oluna bilənlik, balistik yetərlilik və ya sənaye ekonomik üstünlük kanıtı değildir.