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2021 年度 実績報告書

異材接合部の耐食性・強度を飛躍的に向上させる革新的高機能Al合金の創製

研究課題

研究課題/領域番号 21J10917
研究機関東北大学

研究代表者

小鯖 匠  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
キーワード異種金属接触腐食 / アルミニウム合金 / 局部腐食 / 陽極酸化処理 / 腐食防食 / 耐食性 / 金属間化合物 / 表面処理
研究実績の概要

アルミニウム合金AA5083上に陽極酸化処理を施し、大気環境を模擬した中性塩化物溶液中での純鉄もしくはステンレス鋼と接触時のAA5083の腐食挙動の解析を行った。異材接触時のAA5083の局部腐食の起点は、Feを含む金属間化合物であるAl6(Fe,Mn)であることが推測された。所定の条件で陽極酸化処理を施すことで、たとえステンレス鋼と接触した場合においても、AA5083上に局部腐食が発生しないことが分かった。陽極酸化処理を施したAA5083上には、Al母相とAl6(Fe,Mn)上で厚さの異なる陽極酸化皮膜の生成が確認された。アルミニウム合金の金属間化合物を起点とした局部腐食の発生メカニズムは、金属間化合物上での酸素還元反応により誘起される金属間化合物周囲の液性のアルカリ化と金属間化合物周辺のAl母相のアルカリ溶解がごく初期に起こる反応と報告されている。本研究で施したAA5083上での陽極酸化皮膜は、Al6(Fe,Mn)上での酸素還元反応の抑制とAl母相の耐アルカリ溶解性の向上に寄与していることが分かった。その結果、純鉄やステンレス鋼と接触させた場合においても、AA5083上での局部腐食の発生を抑制することが可能であることが推察される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

陽極酸化処理におけるAA5083の耐食性向上の評価指針を確立することができたため。AA5083中の金属間化合物とAl母相上に生成した陽極酸化皮膜が局部腐食の発生過程に与える影響とその評価手法を確立したことで、新規表面処理に関しても同様の評価手法から耐食性向上を評価することが可能となった。

今後の研究の推進方策

本年度は、陽極酸化処理による異材接触時のAl合金の耐食性向上を図ることに成功した。そのため、次年度には、本年度に確立した評価指針に基づいた新規クロメートフリー処理の開発にあたる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Galvanic Corrosion of AA5083/Fe in Diluted Synthetic Seawater: Effect of Anodizing on Local Electrochemistry on and around Al6(Fe, Mn) on Al-Matrix2022

    • 著者名/発表者名
      Takumi Kosaba, Izumi Muto, Yu Sugawara
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 169 ページ: 020550

    • DOI

      10.1149/1945-7111/ac5301

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] アルミニウム合金AA5083と炭素鋼S45Cとの接合部での異種金属接触腐食に及ぼすクロメートフリー化成処理の影響2022

    • 著者名/発表者名
      小鯖 匠、武藤 泉、西本昌史、菅原 優
    • 学会等名
      公益社団法人 日本金属学会 2022年春季第170回講演大会
  • [学会発表] 遷移金属イオンを含む化成処理液により表面改質されたアルミニウム合金 AA5083と炭素鋼 S45C との接合部での異種金属接触腐食2021

    • 著者名/発表者名
      小鯖 匠、武藤 泉、菅原 優
    • 学会等名
      公益社団法人 腐食防食学会 第68回材料と環境討論会
  • [学会発表] Galvanic Corrosion between AA5083 and Pure Fe or Stainless Steels in Diluted Synthetic Seawater2021

    • 著者名/発表者名
      Takumi Kosaba, Izumi Muto, Yu Sugawara
    • 学会等名
      The 5th Symposium for The Core Research Clusters for Materials Science and Spintronics, and the 4th Symposium on International Joint Graduate Program in Materials Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement in Galvanic Corrosion Resistance between AA5083 and Pure Fe or Stainless Steels in Diluted Synthetic Seawater Due to Anodizing2021

    • 著者名/発表者名
      Takumi Kosaba, Izumi Muto, Yu Sugawara
    • 学会等名
      240th Meeting of The Electrochemical Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Mnを含む化成処理液により表面改質したアルミニウム合金AA5083の腐食挙動の解析2021

    • 著者名/発表者名
      小鯖 匠、武藤 泉、菅原 優
    • 学会等名
      公益社団法人 日本金属学会 2021年秋季第169回講演大会
  • [学会発表] アルミニウム合金AA5083と鋼との接合部での異種金属接触腐食に及ぼす陽極酸化処理の影響2021

    • 著者名/発表者名
      小鯖 匠、武藤 泉、菅原 優
    • 学会等名
      材料と環境2021 (公益社団法人 腐食防食学会 2021年度春季講演大会)

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公開日: 2022-12-28  

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