Published January 1, 2023 | Version v1
Publication Open

Wear and corrosion behavior of selected up-quenched and step-quenched CuZnSn shape memory alloys

Creators

  • 1. Federal University of Technology Owerri
  • 2. Federal University of Technology
  • 3. University of Johannesburg

Description

The effect of thermal treatment on the wear and corrosion behavior of three categories of Cu-Zn-Sn-Fe SMAs designated A, B, and C is studied. Wear properties were investigated using a tribometer whilst corrosion in 0.3 M H 2 SO 4 and 3.5%NaCl media was studied using the potentiodynamic polarization method. The microstructure of the alloys mainly consists of FCC Cu-rich phase and Cu 5 Zn 8 phase. The up-quenched A alloys show the highest hardness and lowest wear rate values of 72.1 HRB and 0.143 mm 3 /N/m respectively. Average COF was higher for the samples subjected to direct-quenching (0.35–0.12) than the up-quenched (0.16–0.12) and step-quenched (0.2–0.08) samples. Wear occurred by mixed mode mechanisms of abrasion and adhesion evident by grooves and wear particles on the surface. In 0.3 M H 2 SO 4 medium, step-quenched alloys had corrosion rates in the range of 0.1022 to 1.1705 mm/yr, which is lower than the range of 0.1466 to 0.2855 mm/yr, and 0.1730 to 0.6027 mm/yr obtained for direct quenched and up-quenched samples respectively. In 3.5% NaCl solution, step-quenched alloys had the lowest corrosion rates 0.0251 mm/yr relative to samples subjected to up-quenching and direct quenching treatment. Generally, step-quenching treatment effectively improved the corrosion resistance of alloys in both media.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تمت دراسة تأثير المعالجة الحرارية على سلوك التآكل والتآكل لثلاث فئات من SMAs Cu - Zn - Sn - Fe المصنفة A و B و C. تم فحص خصائص التآكل باستخدام مقياس ثلاثي بينما تمت دراسة التآكل في 0.3 م 2 س 4 و 3.5 ٪ من أوساط كلوريد الصوديوم باستخدام طريقة الاستقطاب الديناميكي الفعال. تتكون البنية المجهرية للسبائك بشكل أساسي من المرحلة الغنية بالنحاس من لجنة الاتصالات الفدرالية ومرحلة النحاس 5 الزنك 8. تُظهر السبائك A المهدئة أعلى قيم الصلابة وأدنى قيم معدل التآكل 72.1 HRB و 0.143 مم 3 /نيوتن/م على التوالي. كان متوسط COF أعلى بالنسبة للعينات الخاضعة للتبريد المباشر (0.35–0.12) من العينات المهدأة (0.16–0.12) والعينات المهدأة (0.2-0.08). حدث التآكل بواسطة آليات الوضع المختلط للتآكل والالتصاق الواضح بواسطة الأخاديد وجزيئات التآكل على السطح. في 0.3 م H 2 SO 4 متوسطة، كان للسبائك المروية المتدرجة معدلات تآكل تتراوح بين 0.1022 إلى 1.1705 مم/سنة، وهو أقل من النطاق من 0.1466 إلى 0.2855 مم/سنة، و 0.1730 إلى 0.6027 مم/سنة التي تم الحصول عليها للعينات المروية المباشرة والمروية على التوالي. في محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 3.5 ٪، كان للسبائك المهدأة بالخطوات أدنى معدلات تآكل 0.0251 مم/سنة بالنسبة للعينات الخاضعة للتبريد والمعالجة المباشرة للتبريد. بشكل عام، حسنت معالجة التبريد التدريجي بشكل فعال مقاومة التآكل للسبائك في كلا الوسطين.

Translated Description (French)

L'effet du traitement thermique sur le comportement à l'usure et à la corrosion de trois catégories de SMA Cu-Zn-Sn-Fe désignées A, B et C est étudié. Les propriétés d'usure ont été étudiées à l'aide d'un tribomètre tandis que la corrosion dans des milieux 0,3 M H 2 SO 4 et 3,5 %NaCl a été étudiée à l'aide de la méthode de polarisation potentiodynamique. La microstructure des alliages est principalement constituée de phase riche en cuivre FCC et de phase Cu 5 Zn 8. Les alliages A sur-trempés présentent les valeurs de dureté les plus élevées et de taux d'usure les plus faibles de 72,1 HRB et 0,143 mm 3 /N/m respectivement. Le COF moyen était plus élevé pour les échantillons soumis à une trempe directe (0,35-0,12) que pour les échantillons soumis à une trempe ascendante (0,16-0,12) et à une trempe étagée (0,2-0,08). L'usure s'est produite par des mécanismes d'abrasion et d'adhérence en mode mixte évidents par des rainures et des particules d'usure sur la surface. Dans le milieu 0,3 M H 2 SO 4, les alliages à trempe étagée avaient des taux de corrosion dans la plage de 0,1022 à 1,1705 mm/an, ce qui est inférieur à la plage de 0,1466 à 0,2855 mm/an, et 0,1730 à 0,6027 mm/an obtenus pour les échantillons à trempe directe et à trempe ascendante respectivement. Dans une solution de NaCl à 3,5 %, les alliages trempés par étapes avaient les taux de corrosion les plus bas de 0,0251 mm/an par rapport aux échantillons soumis à un traitement de trempe ascendante et de trempe directe. Généralement, le traitement de trempe par étapes a efficacement amélioré la résistance à la corrosion des alliages dans les deux milieux.

Translated Description (Spanish)

Se estudia el efecto del tratamiento térmico sobre el comportamiento de desgaste y corrosión de tres categorías de SMA de Cu-Zn-Sn-Fe designadas A, B y C. Las propiedades de desgaste se investigaron utilizando un tribómetro, mientras que la corrosión en medio 0.3 M H 2 SO 4 y 3.5%NaCl se estudió utilizando el método de polarización potenciodinámica. La microestructura de las aleaciones consiste principalmente en una fase rica en Cu FCC y una fase de Cu 5 Zn 8. Las aleaciones A templadas muestran los valores más altos de dureza y más bajos de tasa de desgaste de 72.1 HRB y 0.143 mm 3 /N/m respectivamente. El COF promedio fue mayor para las muestras sometidas a templado directo (0.35-0.12) que las muestras templadas hacia arriba (0.16-0.12) y templadas por etapas (0.2-0.08). El desgaste se produjo por mecanismos de modo mixto de abrasión y adhesión evidentes por ranuras y partículas de desgaste en la superficie. En el medio H 2 SO 4 0.3 M, las aleaciones templadas por etapas tuvieron tasas de corrosión en el rango de 0.1022 a 1.1705 mm/año, que es menor que el rango de 0.1466 a 0.2855 mm/año, y 0.1730 a 0.6027 mm/año obtenidas para muestras templadas y templadas directamente, respectivamente. En la solución de NaCl al 3.5%, las aleaciones templadas por etapas tuvieron las tasas de corrosión más bajas de 0.0251 mm/año en relación con las muestras sometidas a templado ascendente y tratamiento de templado directo. En general, el tratamiento de enfriamiento por etapas mejoró efectivamente la resistencia a la corrosión de las aleaciones en ambos medios.

Files

mfreview230031.pdf.pdf

Files (24 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
24 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
سلوك التآكل والتآكل لسبائك الذاكرة المختارة على شكل CuZnSn المهدأة والمهدئة خطوة بخطوة
Translated title (French)
Comportement à l'usure et à la corrosion d'alliages à mémoire de forme CuZnSn sélectionnés par trempe ascendante et trempe étagée
Translated title (Spanish)
Comportamiento ante el desgaste y la corrosión de las aleaciones de CuZnSn con memoria de forma templadas hacia arriba y templadas paso a paso seleccionadas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4388569601
DOI
10.1051/mfreview/2023015

Is supplement to
https://openalex.org/W2884282816 (Other)
https://openalex.org/W2605776044 (Other)
https://openalex.org/W2394115446 (Other)
https://openalex.org/W2375093060 (Other)
https://openalex.org/W2373888524 (Other)
https://openalex.org/W2354424856 (Other)
https://openalex.org/W2349891746 (Other)
https://openalex.org/W2090404944 (Other)
https://openalex.org/W2058940780 (Other)
https://openalex.org/W2046332915 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1986565573
  • https://openalex.org/W1993878285
  • https://openalex.org/W2068018665
  • https://openalex.org/W2104751660
  • https://openalex.org/W2153215658
  • https://openalex.org/W2169004093
  • https://openalex.org/W2333541182
  • https://openalex.org/W2582289878
  • https://openalex.org/W2605475211
  • https://openalex.org/W2743512953
  • https://openalex.org/W2805451736
  • https://openalex.org/W2814811103
  • https://openalex.org/W2903160942
  • https://openalex.org/W2947654784
  • https://openalex.org/W2982957173
  • https://openalex.org/W2988020778
  • https://openalex.org/W3033668720
  • https://openalex.org/W3047585247
  • https://openalex.org/W3119008856
  • https://openalex.org/W3120321907
  • https://openalex.org/W3133709042
  • https://openalex.org/W3160605997
  • https://openalex.org/W3167187705
  • https://openalex.org/W3174827989
  • https://openalex.org/W3207218600
  • https://openalex.org/W4205441848
  • https://openalex.org/W4213226609
  • https://openalex.org/W4213414597
  • https://openalex.org/W4283527179
  • https://openalex.org/W4284884503
  • https://openalex.org/W4300962920
  • https://openalex.org/W4312117423
  • https://openalex.org/W4323825462
  • https://openalex.org/W4384936364
  • https://openalex.org/W4388960204