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ABSTRACT
Filiform corrosion (FFC) is a type of localized corrosion commonly observed on coated aluminum alloys (AAs). Preceding research has focused on qualitative approaches of FFC on pure and binary metals. However, there is a lack of studies clarifying the FFC behaviour of commercial AAs. The present study aimed to investigate the FFC response of different AAs via electrochemical (EC) measurements. To do so, AAs 1100, 2024(Cu), 3003(Mn), 5052(Mg), 6061(Mg, Si), and 7075(Zn), were selected. Polarization measurements were carried out and three EC factors were identified from the polarization diagrams: resistance to FFC initiation (ΔEPR), driving force for propagation (ΔEcorr), and FFC kinetics (iFFC). To validate the EC results, accelerated exposure testing was performed. Coated AAs were placed in an environmental chamber and inspected; two parameters (number of threads (N) and filaments length (L)) were calculated and found to agree well with the EC factors. Results suggested that alloying elements Cu and Mg brought higher resistance to FFC initiation and slower FFC kinetics; that is, AA 2024(Cu) and 5052(Mg) showed the best resistance to FFC. In conclusion, the composition of AAs plays a significant role in their FFC susceptibility and EC measurements are effective for investigating the FFC behaviour of AAs.
La corrosion filiforme (FFC) est un type de corrosion localisée communément observée sur les surfaces d’aluminium (Al) et d’alliages d’Al (AA) revêtus, particulièrement dans les environnements marins et industriels. Les recherches précédentes étaient concentrées sur des approches qualitatives de la FFC sur des métaux purs et des alliages binaires. Cependant, il y a un manque d’études électrochimiques (EC) centrées sur la clarification et la comparaison du comportement de la FCC des AA commerciaux. La présente étude visait à examiner la réponse de la FCC de différents AA via des mesures EC. Pour ce faire, on a choisi et caractérisé de l’Al commercialement pur (AA1100) et les AA 2024 (Cu), 3003 (Mn), 5052 (Mg), 6061 (Mg, Si) et 7075 (Zn). On a effectué des mesures de polarization dans un anolyte désaéré (pH=2) et un catholyte aéré (pH=7) pour simuler l’environnement électrolyte sous le film; on a identifié trois facteurs EC au moyen des diagrammes de polarization obtenus, incluant la résistance à l’amorçage de la FCC (ΔEPR, V), la force d′entraînement pour la propagation (ΔEcorr, V) et la cinétique de propagation de la FCC (ιFFC, A/cm2). De plus, on a exécuté des tests d′exposition accélérés pour valider les résultats EC. Les disques de AA ont été revêtus et placés dans une chambre environnementale à 80% d′humidité relative (HR) et 40°C pendant 1000 h. On a défini et calculé deux paramètres (nombre de fils (N) et longueur des filaments (L)). Les résultats suggèrent que les éléments d′alliage Cu et Mg amènent une résistance supérieure à l′amorçage de la FCC et une cinétique de la FCC plus lente; c′est-à-dire que AA 2024 (Cu) et 5052 (Mg) étaient considérés comme possédant la meilleure résistance globale à la FCC. Inversement, AA 3003 (Mn), 6061 (Mg, Si) et 7075 (Zn) étaient plus susceptibles à la FCC. De plus, les paramètres N et L obtenus concordaient bien avec les facteurs EC (ΔEPR, ΔEcorr, et ιFFC). Il est conclu que la composition des AA joue un rôle important dans leur susceptibilité à la FCC et que les mesures électrochimiques sont efficaces pour étudier la susceptibilité à la FCC des AA.
Acknowledgments
Financial support from Mitacs and our industrial partner, Starline Windows, is gratefully recognized.
Author contributions
Mrs. Daniela Arango carried out the experiments and wrote the manuscript with support from Dr. Jing Liu, who supervised the project and contributed to the manuscript revision. All authors provided critical feedback and helped shape the research, analysis, and manuscript.
Disclosure statement
No potential conflict of interest was reported by the author(s).