Structure and weldability of a high strength marine grade Al-Mg alloys

Abstract

Non-heat treatable Al-Mg alloys (5xxx series) draw the most of their strength from a work hardening and solid solution strengthening. However, with an increase in the Mg content over 3.5%, the Al-Mg alloys became prone to toward different forms of corrosion in certain environments. Deterioration of the corrosion properties is caused by sensitization - precipitation of Mg from supersaturated solid solution in the form of anodic β (Al3Mg2) phase at the grain boundaries during the exposure to elevated temperatures in a 60-200 °C range. Due to the high mobility of Mg atoms in Al matrix, the precipitation processes might occur at room temperature albeit with extremely low rate. Degradation of the corrosion properties of AA 5083 alloy, containing 4-5 wt% Mg, in certain environments limits its application as a material of choice for structural components of marine vehicles. The extent of susceptibility toward different forms of corrosion depends on environment, materials chemistry, fabrication and thermomechanical processing. Attempts to mitigate susceptibility toward different forms of corrosion while increasing Mg content to improve the alloy strength lead to modification of AA5083 by Zn additions and design of new alloy types such as AA 5059. In this study, the effect of thermo-mechanical treatment on corrosion properties of Zn modified Al-5.1wt%Mg-0.7wt%Mn alloy plates was investigated...

Алуминијум-магнезијум легуре које не ојачавају термичком обрадом, или преципитацијом секундарних фаза, свој капацитет ојачавања остварују захваљујући растварању легирних елемената у чврстом раствору, пре свега Мg атома, као и хладном деформацијом. Међутим, када је концентрација Мg атома преко 3.5%, ове легуре постају осетљиве према корозији. Развој корозионе осетљивости везан је за сензитизацију – преципитацију Мg-а из пресићеног чврстог раствора у виду анодне β (Аl3Мg2) фазе по границама зрна на температурама 60-200 °C. Услед високе покретљивости Мg атома процес преципитације се одвија и на собној температури, с тим што је брзина преципитације веома ниска. Ова карактеристика Аl-Мg легура са вишим садржајем Мg-а, упркос веома добрим механичким особинама и доброј заварљивости (легуре типа АА5083), у великој мери ограничава њихову примену у области бродских конструкција или пак морских платформи. Осетљивост Аl-Мg легура према корозији зависи од средине, састава легуре и начина прераде, тј. процеса термо-механичке прераде. Унапређења механичких особина праћена су повећањем концентрације Мg-а, што истовремено повећава и осетљивост ка корозији. Настојања да се овај проблем ублажи, резултовала су модификацијом типичне или најпознатије легуре за бродске конструкције АА5083 додатком Zn-а, и стварањем нових типова легура. У овом раду је испитиван утицај параметара термо-механичке прераде на корозиона и механичка својства, као и на заварљивост Zn-ом модификоване легуре типа Al-5.1wt%Mg-0.7wt%Mn...