Influence of prior corrosion on the fatigue behavior of recycled Al

Abstract

Denne masteroppgaven undersøker påvirkningen av tidligere korrosjon på høysyklusutmattingsoppførselen til en resirkulert 6082 aluminiumslegering. Resirkulert aluminium har typisk høyt innhold av uønskede forurensningselementer sammenlignet med nye aluminiumslegeringer. Forståelse for påvirkningen disse forurensningene har på utmatting med tidligere korrosjon kan bidra i å avgjøre hvilke bruksområder resirkulerte legeringer er egnede for.

Påvirkningen av forurensninger på utmatting med tidligere korrosjon ble undersøkt ved utmattingstesting av prøver med ulike grader av korrosjon laget av en forurenset 6082-legering. Korrosjonen ble gjennomført ved å plassere prøvene i en sur løsning, som inneholdt NaCl og HCl, i ulike varigheter. Utmattingstesting ble gjort med samme belastning for alle korrosjonsgrader, og resultatene ble sammenlignet med hensyn på utmattingslevetid. Overflatebehandling med glasskuleblåsing ble undersøkt som en mulig metode for forbedring av utmattingsoppførsel med tidligere korrosjon. Testing med flere supplerende testmetoder ble gjennomført for å forklare utmattingsoppførselen.

Utmattingslevetiden for korroderte prøver var betydelig redusert sammenlignet med ukorroderte prøver. Dette var sannsynligvis et resultat av en betraktelig reduksjon i sprekkdannelseslevetiden forårsaket av interkrystallinsk korrosjon som et resultat av forurensningene i den resirkulerte legeringen. Forskjellen mellom ulike grader av korrosjon var liten i forhold til forskjellen fra ukorrodert til korrodert. Glasskuleblåsing forbedret den ukorroderte og korroderte utmattingsoppførselen, men forbedret ikke utmattingslevetiden nok til å være en aktuell metode for forbedring av utmattingsoppførsel med tidligere korrosjon for korrosjonsgradene testet.

This master thesis investigates the influence of prior corrosion on the high cycle fatigue behavior of a recycled 6082 aluminum alloy. Recycled aluminum alloys typically contain a high content of undesirable impurity elements compared to primary aluminum alloys. Understanding the influence of these impurities on pre-corroded fatigue can aid in determining which applications recycled alloys are suitable for.

The influence of impurities on pre-corroded fatigue was assessed by fatigue testing specimens made from a 6082 alloy containing undesirable impurities with different levels of pre-corrosion. Pre-corrosion was done by immersion in an acidic solution, containing NaCl and HCl, for different durations of time. Fatigue testing was done with the same loading conditions for all corrosion levels, comparing the resulting fatigue lives. Surface treatment with glass bead blasting prior to pre-corrosion was investigated as a possible method for improving pre-corroded fatigue behavior. Testing with several supplementary testing forms was conducted to explain the observed fatigue behavior.

Fatigue lives for pre-corroded specimens were substantially reduced compared with uncorroded specimens. This was likely the result of a severe reduction in crack initiation life caused by intergranular corrosion resulting from impurities in the recycled alloy. The difference between corrosion levels was small compared with the reduction from uncorroded to corroded. Glass bead blasting improved the uncorroded and corroded fatigue behavior. This was likely a result of introducing compressive residual stresses close to the surface. However, glass bead blasting did not improve life enough to be a viable method for improving pre-corroded fatigue for the corrosion levels tested.