Corrosion Fatigue of AA6082 Aluminium Alloy: The Effects of Coating and Ti Additions

Abstract

Effektene av anodisering og organisk belegg (KTL) på korrosjonsutmattingsegenskapene til en ekstrudert AA6082 aluminiumslegering ble undersøkt. Ubelagte og anodiserte prøver med ekstra Ti i legeringen ble også testet. En komponent brukt i hjulopphenget til biler ble tilnærmet med prøvestaver, som alle var varmebehandlet til T6x-tilstand. Utmattingstester av alle prøvetyper ble gjennomført både i luft og i 5 wt% NaCl, i høysykelutmattingsregimet, med R=-1. Mekaniske egenskaper, beleggtykkelse, kornstruktur og overflateruhet ble også undersøkt.

Ingen betydelige effekter av Ti-tillegg ble funnet hverken for utmattingsprøver testet i luft eller i 5 wt% NaCl. For anodiserte prøver, derimot, ble redusert utmattingsliv observert for prøver testet i begge atmosfærer. Det sprøe oksidbelegget i overflaten ble antatt å ha sprukket tidlig under syklisk spenningsbelastning, hvilket skapte spenningskonsentrasjoner som aksellererte sprekkinitiering. De observerte effektene av belegning med KTL var mer lovende. Økt utmattingsliv ble demonstreft, både i luft og i 5 wt% NaCl. En økning i utmattingsliv på 413 % relativt til ubelagte prøver ble funnet i korrosjonsutmatting. Økt korrosjonsutmattingsliv ble observert selv for prøver med oppripet KTL-belegg. I tillegg til å isolere den metalliske overflaten fra den korrosive løsningen, ble det antatt at det duktile KTL-belegget reduserte spenningskonsentrasjonen i aluminiumoverflaten, og dermed bremset sprekkinitiering. Belegning av komponenten med KTL ble anbefalt.

The effects of anodising and an organic coating (KTL) on the corrosion fatigue properties of an extruded AA6082 aluminium alloy were investigated. Uncoated and anodised samples with extra Ti in the alloy were also tested. A component used in the suspension system of automobiles was approximated by test samples, all heat-treated to the T6x condition. Fatigue tests of all sample types were conducted both in air and in 5 wt% NaCl, in the high cycle fatigue regime, at R=-1. Mechanical properties, coating thickness, grain structure and surface roughness were also examined.

No significant effects of Ti additions were found either for samples fatigue tested in air or in 5 wt% NaCl. For anodised samples, however, a decrease in fatigue life was observed for samples tested in both atmospheres. The brittle oxide layer in the surface was assumed to have cracked early during cyclic loading, which caused stress concentrations that accelerated crack initiation. The observed effects of coating with KTL were more promising. Increased fatigue life was demonstrated, both in air and in 5 wt% NaCl. An increase in fatigue life of 413 % relative to uncoated samples was found in corrosion fatigue. Increased corrosion fatigue life was found even for samples with scratched KTL coatings. In addition to insulating the metallic surface from the corrosive solution, it was suggested that the ductile coating decreased the surface stress concentration of the aluminium, thus impeding crack initiation. Coating of the component with KTL was recommended.