آزاد باش،آزاده بمیر

آزمايش ها
ماده  مورد مطالعه نمونه هاي  آلياژ آلومينيوم -  منيزيم AA5083))  مي باشد که ترکيب شيميايي آن در جدول زير  آمده است:
ترکيب شيميايي آلياژ AA5083
 
 
نمونه هايي از آلياژAA5083 به ابعاد 5*20*20  ميلي متر به صورت مکانيکي توسط کاغذ سمباده (همراه با آب) با جنس SiC و با شماره هاي  220و500 سمباده شده و مورد آزمايش قرار گرفتند. قبل از انجام آزمايش يعني بعد از عمليات سمباده زني، نمو نه ها توسط اتانول وبا درصد خلوص 99% چربي زدايي شده، سپس با آب مقطر کافي شستشو داده شده اند. در مواردي که لازم است محصولات خوردگي برداشته شوند، بايستي نمونه ها در معرض اسيد نيتريک 70% براي براي مدت 2 دقيقه قرار گيرند و سپس با آب مقطر کافي شستشو شوند.
براي انجام آزمايش و ايجاد محيط خورنده با خورندگي متوسط، محلول سديم کلرايد 5/3% هوادار با ميزان 5/5 = pH تهيه شده است. اين محلول  با حل  کردن 1/0 ± 5/3 درصد وزني سديم کلرايد در1/0 ± 5/96 در صد آب مقطر ساخته مي‌شود.
آزمايش هاي غوطه وري در دماي 303 درجه کلوين و در يک سل ساخته شده توسط استاندارد ASTM_G31 انجام گرفته است[19]. براي هر آزمايش دو سل و دوازده نمونه مورد نياز بوده است که نمونه ها براي مدت زمان  1تا30 روز درون محلول قرار گرفته اند. تصاويرSEM به دست آمده توسط يک ميکروسکوپ روبشي  (JEOL 820sm) مجهز به آناليز گر انرژي (LINK  AN -10000) گرفته  شده است. تصاوير ميکروسکوپ نوري با ميکروسکوپNikon Optiphot Metallogeraphic مجهز به دوربين (sony model iris) CCD متصل به يک کامپيوتر گرفته شده است.
آزمايش ها و محاسبات الکتروشيميايي در سلول تخت  EG&G   k235   Parc متصل به يک پتانسيوستات مدل Solarton 1278  انجام گرفته است. الکترود  مرجع مورد استفاده يک الکترود Ag/AgCl ( 52-40 Crison )   بوده که محدوده پتانسيل استفاده از آن با توجه به در نظر گرفتن NHE ، -0/207 V مي باشد.
 
نتايج و بحث
1- ويژگي ها و مشخصات ريز ساختار آلياژ  5083 AA
براي  شناسايي انواع مختلف ذرات بين فلزي حاضر در آلياژAA5083  نمونه هايي از اين آلياژ پرداخت    آينه اي (پوليش با کيفيت بالا) شده و سپس توسط ميکروسکوپ نوري و اسپکتروسکپي (طيف سنجي)SEM  و EDS مورد مطالعه قرار گرفته اند. با به کارگيري ميکروسکوپ روبشي سه نوع مختلف ذره بين فلزي شناسايي شده اند که ترکيب اين ذرات توسط اسپکتروسکپي EDS مشخص شده است( شکل1) نتايج به دست آمده نشان مي دهد که ذرات نشان داده شده در شکل 1(a) اغلب شامل Al , Fe , Cr  و در شکل 1(b )  عموما" شامل Mg،Si و در شکل1(c) غالبا" Mg,Al مي باشند. ترکيب به دست آمده براي  اين ذرات بين فلزي با مشاهدات محققين ديگر براي اين آلياژمطابقت داشته است[20-21]. علاوه بر تفاوت در ترکيب عناصر موجود در اين ذرات ، نکته قابل ملاحظه ديگري نيز وجود دارد که وجود اختلاف زياد در ابعاد اين ذرات بين فلزي مي باشد.
 
 
 

شکل .1.  تصاوير SEM ذرات بين فلزي مختلف شناسايي شده در نمونه هاي آلياژAA5083 با پر داخت آينه اي.
طيف هاي EDS ثبت شده از  (a) Al (Mn,Fe , Cr) ، (b) Al –Mg (c) , Al ( Si –Mg)
به طور مثال در مورد رسوب هاي  Al (Mn,Fe , Cr) مشخص شده است که اندازه  ذرات در دو گروه توزيع شده اند، دسته اول ذراتي با اندازه اي در حدود 100 ميکرو متر مربع، در حالي که مساحت سطوح  دسته دوم تقريبا" 1 ميکرومتر مربع بوده است. اندازه ذراتAl ( Si - Mg )  تقريبا" 30 ميکرو متر مربع بوده و ذرات         Al –Mg  داراي اندازه اي تقريبي در حدود  6 ميکرو متر مربع  مي باشد. تفاوت ديگري از لحاظ تعداد ذرات حاضر از هر ترکيب بين فلزي بر واحد سطح وجود دارد، بيشترين فراواني مربوط به ذراتAl (Mn,Fe , Cr)    مي باشد، در حالي که کم ترين فراواني مربوط به ذراتAl – Mg  است. شکل (a)2  تصويري از يک نمونه آلياژ AA 5083  را که به صورت آينه اي پرداخت شده و با يک ميکروسکوپ متالوگرافي از آن عکسبرداري شده است را به نمايش مي گذارد. در اين شکل رسوب Al (Mn,Fe,Cr) به صورت نقطه تاريک مشخص شده است  ( نقطه1 ) و رسوبAl ( Si - Mg )  به صورت نقطه روشن تر( نقطه2 )  ديده مي شود. بايد توجه داشت که شناسايي رسوب هاي  Al – Mg  توسط ميکروسکوپ نوري به علت ريز بودن اندازه شان و همچنين مشابه بودن رنگ آن ها با فاز زمينه مشکل مي‌باشد. به  منظور قابل رويت شدن آن لازم مي باشد که فرآيند اچ انجام گيرد، مطابق شکل( b)2 ، اين رسوب ها در نمونه هايي که توسط اسيد نيتريک به مدت 1 ثانيه اچ شده اند، ديده      مي شوند.

شکل 2. تصاوير ميکروسکوپ نوري با بزرگنمايي(a)200X   نمونه پوليش شده با پرداخت آينه اي  (b)  اچ شده براي مدت 10 ثانيه در اسيد نيتريک 10%،  ذرات بين فلزي مشخص شده عبارتند از:
Si – Mg(3) , Al (Si-Mg) (2) , Al (Mn,Fe , Cr)
 
2- مطالعه رفتار نمونه هاي آلياژ AA5083 در محلول سديم کلريد 3/5% توسط اسپکتروسکوپي       EDS/SEM
 
در اين بخش نتايج رفتار نمونه هاي آلياژ AA5083 که در محلول هوا دار سديم کلرايد3/5 %  قرار گرفته اند و توسط اسپکتروسکپي SEM/EDS به دست آمده اند، گنجانده شده است. فاصله هاي زماني آزمايش ها متفاوت بوده است و از 1 تا 30 روز بوده اند.  نمونه هاي تحت آزمايش در دو مرحله،  ابتدا قبل از برداشتن محصولات خوردگي و سپس بعد از برداشتن محصولات خوردگي (توسط اسيد نيتريک 70 % ) مورد مطالعه قرار گرفته اند. شکل 3 (a) تصويرSEM   نمونه را بعد از انجام آزمايش( غوطه وري  براي مدت زمان يک روز)  نشان مي دهد. با اينکه  مدت انجام آزمايش کوتاه بوده است ولي خوردگي موضعي(حمله موضعي) بر روي نقاط مختلفي از سطح نمونه قابل مشاهده است.
 

شکل 3 (a) تصوير SEM  بدست آمده از يک نمونه آلياژ AA5083  بعد از غوطه وري به مدت 24 ساعت در يک محلول هوا دار سديم کلرايد 3/5 درصد (b) تصوير SEM  يک رسوب Al (Mn,Fe , Cr) (c) طيف EDS  ساطع شده از رسوب Al (Mn,Fe , Cr)

 
 
شکل 4 (a) تصوير SEM  بدست آمده از ذره بين فلزي  Al ( Si- Mg )  در يک نمونه آلياژ AA5083  بعد از غوطه وري به مدت 24 ساعت در يک محلول هوا دار سديم کلرايد 3/5 درصد (b) طيف  EDS ساطع شده از رسوبAl ( Si- Mg )
شکل 3(b) در بزرگنمايي بيشتر  نشان مي دهد که براي اين مدت زمان(24 ساعت) غوطه وري، حمله به صورت موضعي در مناطق مجاور رسوب هاي به خصوصي در فاز زمينه به وجود آمده است. طيف هاي انرژي ثبت شده توسط اسپکتروسکپيEDS  براي اين رسوب ها] شکل 3 (c )[ حمله موضعي در مناطقي که       رسوب هاي Al (Mn,Fe , Cr)  وجود دارند را نشان مي دهد. ويژگي ديگر اين نمونه ها تشکيل حفرات         مي باشد(شکل 3 (b )) که منشأ و عامل به وجود آمدن آنها در همين مقاله مورد بحث قرار مي گيرد. اين موضوع بسيار اهميت دارد که در مدت زمان ياد شده غوطه وري(24 ساعت)، هيچ گونه خوردگي اي براي فاز زمينه و نواحي مجاور انواع رسوب هاي ديگر که در آلياژ موجود مي باشند، مشاهده نشده است( شکل 4 ).
نتايج به دست آمده از اين مقاله به ميزان زيادي به دليل استفاده از ميکروسکوپ متالوگرافي بوده است                ( شکل 5 ( a )). تصويري از يک نمونه(نمونه اي به غير از نمونه هاي مورد آزمايش قرار گرفته) که به صورت آينه اي پرداخت شده است را نشان  مي دهد. شکل 5 (b) تصويري از همان نمونه را بعد از غوطه وري در محلول به مدت 72 ساعت نشان مي دهد هر دو تصوير دقيقا" از مناطق مشابه اي از نمونه گرفته شده اند تا با مقايسه آنها ارزيابي مناسبي از رفتار هر يک از انواع رسوب ها به دست آيد. مقايسه وضعيت رسوب              Al( Mn,Fe,Cr )  که با عدد 1 در هر دو  شکل مشخص شده ، نشان مي دهد که فرآيند خوردگي تغييرات قابل ملاحظه اي در اطراف آن به وجود آورده است. در حالي که براي رسوب Al ( Si - Mg)  که با عدد 2 در هردو  شکل مشخص مي باشد، در عمل تغييري ايجاد نشده است (منظور فاز اطراف رسوب است).

 
 
 
شکل 5  . تصوير بدست آمده با ميکروسکوپ متالوگرافيک براي نمونه آلياژ AA 5083 بعد از غوطه وري در محلول هوا دار سديم کلرايد 3/5 درصد براي مدت زمان 72 ساعت – نقطه 1 رسوب Al( Mn, Fe , Cr ) و نقطه 2 رسوب Al ( Si – Mg)   مي باشد
 
 
 
 

شکل 6 . تصاوير SEM  نمونه هاي غوطه ور شده در محلول هوا دار سديم کلرايد 3/5 درصد براي مدت زمان :  (a) سه روز  ( b ) 6 روز
( c ) 10 روز ( d-f) اسپکتروسکوپي EDS به دست آمده از رسوبات Al( Mn ,Fe, Cr )
 
رفتار ارائه شده توسط نمونه ها پس از اينکه به مدت 10 روز در محلول مورد نظر غوطه ور بوده اند( به نسبت نمونه هاي غوطه ور در محلول به مدت يک روز) تغيير زيادي نداشته است. شکل هاي 6 (a) – (e)   ميکروگراف هاي اسپکتروسکپي SEM  حاصل براي مدت زمان غوطه وري 3 ، 6 و 10 روز را نشان مي دهد. در اين تصاوير به وضوح مشاهده مي شود که نوع مشابهي از خوردگي ايجاد شده که با افزايش مدت زمان غوطه وري تغييراتي جزئي در توپوگرافي نمونه ها و افزايش تعداد حفرات به وجود آمده است                         ] شکل 6 ( c) [.
بعد از گذشت 12 روز از غوطه وري، مناطق خاصي از سطح نمونه به گونه اي خاص از مناطق ديگر سطح نمونه متمايز مي گردند] شکل 7 (a ) [ . اين تفاوت بر روي نمونه هاي غوطه ور در محلول اسيد نيتريک 70% مشاهده نمي شود. بيان  شده است که اين تفاوت به واسطه ايجاد يک لايه سطحي از محصولات خوردگي     مي باشد. تصوير اسپکتروسکپي EDS ثبت شده براي اين نواحي ] شکل 7 (b)[  تفاوت خاصي را در مقايسه با تصوير اسپکتروسکپي ثبت شده براي فاز زمينه به نمايش نگذاشته است.

 
 
 
 
 
شکل 7 . (a) تصوير SEM سطح يک نمونه آلياژ AA5083  براي 12 روز غوطه وري در محلول هوا دار سديم کلرايد 3/5 درصد
( c, b) اسپکتروسکوپي EDS بدست آمده براي هر ناحيه

شکل 8 . (a) تصوير SEM يک نمونه آلياژ AA5083  غوطه ور در محلول هوا دار سديم کلرايد 3/5 درصد براي مدت زمان 15 روز ،
( b) نمونه پوسته زدايي شده : جزئيات ميکروحفرات بعد از 15 روز غوطه وري قابل مشاهده هستند.
 
با افزايش مدت زمان غوطه وري نسبت پوشيده شده از سطح نمونه توسط اين لايه افزايش نشان داده است. از روز پانزدهم غوطه وري نمونه ، تغييرات قابل توجهي ظاهر مي شود. اول اينکه مطابق آن چيزي که در نمونه پوسته دار شده شکل 8(a) مشاهده مي شود، فيلم روي سطح هم از جهت ضخامت و هم از جهت ميزان سطح پوشيده شده توسط آن رشد داشته است(بايد توجه داشت که شکست و تخريب اين لايه ناشي از خشک شدن آن مي باشد). دوم اينکه از هنگام پوسته زدايي سطح نمونه مشاهده مي شود که تعداد زيادي از حفرات ريز نيمه کروي با قطر تقريبي يک ميکرومتر به وجود آمده اند، که اين حفرات در زمان هاي غوطه وري کم تر بر روي سطح نمونه مشاهده نشده اند( شکل 8 (b)).
در مورد نمونه هايي که در تست هاي غوطه وري با مدت زمان  15 تا 30 روز آزمايش شده اند، تنها تغيير مهمي که رخ داده است، افزايش ضخامت لايه مي باشد و هيچ گونه تغييري در مورفولوژي فرآيند خوردگي ايجاد نشده است( شکل 9 ).
از نتايج به دست آمده از اسپکتروسکپي SEM/EDS  مي توان به اين نتيجه رسيد که تحت شرايط غوطه وري آلياژ   AA5083 در محلول سديم کلرايد 5/3 درصد، فر آيند خوردگي موضعي قليايي را تجربه مي کند. در واقع  اين فر آيند خوردگي مناطقي از فاز زمينه را که تحت تماس با ذرات بين فلزي Al( Mn , Fe , Cr ) هستند تحت تأثير قرار مي دهد. اين پديده از همان روز اول غوطه وري  مشاهده مي گردد.
از روز بيستم غوطه وري نمونه، يک فيلم اکسيدي بر روي سطح نمونه مشاهده مي شود. اين فيلم هم از لحاظ ميزان سطح پوشيده شده توسط آن و هم از جهت ميزان ضخامت در حال افزايش است.
 

 
 
 
 
شکل 9 . تصوير SEM  نمونه آلياژ AA5083  بعد از ( a) 25 روز و ( b) 30 روز غوطه وري در محلول هوا دار سديم کلرايد 3/5 درصد

 
 
 
 
شکل 10 . ( a) تصوير SEM  يک رسوب Al( Mn , Fe , Cr )  بعد از اعمال جرياني به ميزان     50 - براي مدت زمان 15 دقيقه توسط يک دستگاه گالوانوستات ( b) طيف EDS  بدست آمده از اين رسوب
 
رشد اين فيلم مانعي در مقابل شکل گيري ميکرو حفرات نيمه کروي در طول زمان غوطه وري نمونه در محلول  نمي باشد. به طوري که  اين ميکرو حفرات به نسبت زيادي بر روي سطح نمونه ديده مي شوند. براي مطالعه عميق پديده انجام گرفته لازم است که اطلاعات به دست آمده توسط اسپکتروسکپي SEM  به طور دقيقي مورد بحث قرار گيرند. بنابراين آزمايش هاي گالوانوستاتي انجام مي گيرند که توسط اين آزمايش ها، نمونه ها هم به صورت کاتدي و هم به صورت آندي پلاريزه مي شوند. در ابتدا آزمايش گالوانوستات با هدف پلاريزه کردن نمونه به صورت کاتدي و با اعمال دانسيته جرياني به اندازه  50- براي مدت زمان 15 دقيقه صورت       مي گيرد. به طور مشابه پلاريزه کردن آندي نمونه توسط دستگاه گالوانوستات با اعمال يک دانسيته جريان به اندازه  50+ براي مدت 15دقيقه انجام مي شود.
شکل 10 (a) تصوير SEM  نمونه اي که به صورت کاتدي پلاريزه شده است را نشان مي دهد، چنانکه در شکل مشاهده مي گردد عمليات پلاريزه کردن باعث ايجاد خوردگي موضعي در اطراف رسوب هاي            Al( Mn , Fe , Cr )  شده است] شکل 10 (b) [.
مورفولوژي خوردگي بيان شده در اين مقاله توسط محققين ديگري که آلياژهاي آلومينيوم را تحت عمليات پلاريزه کردن کاتدي قراد داده  اند ] 22[ و يا در محيط قليايي  بررسي نموده اند تأييد شده است] 14[.         مهم ترين مطلبي که در اين مقاله مورد بحث قرار مي گيرد و حتي در محلول هاي خنثي نيز وجود دارد،  خصلت و رفتار کاتدي رسوب هاي موجود در اين  آلياژ نسبت به فاز زمينه مي باشد]21[. به همين دليل است که واکنش احياء اکسيژن بر روي اين نوع از رسوب ها صورت مي گيرد.
در مرجع ] 23 [ Daven port , , توسط آزمايش هايي که انجام داد، افزايش موضعي pH را در  مکان هايي که رسوب هاي کاتدي در آلياژ AA2024   قرار داشتند (عامل انجام واکنش احياء اکسيژن) را اندازه گرفت. به طور مشابه، Park  ، ] 18[  با به کار گيري ميکروالکترودها، تغييراتpH  را در مناطق مجاور ذرات بين فلزي AlFe در آلياژ AA6061 را ارزيابي نمود. محققين ياد شده به مطلب بسيار مهمي دست يافتند که آن افزايش شديد pH در حفرات شکل يافته در اطراف رسوب ها  بوده است.
به طور خلاصه در تأييد اطلاعات بدست آمده از اين مقاله با اطلاعات موجود در مراجع ديگر مي توان به ويژگي و خصلت کاتدي رسوب هاي Al( Mn , Fe , Cr ) اشاره داشت، که مکان هايي مناسب براي احياء اکسيژن مي باشند] 23[ . اين واکنش ( احياء اکسيژن) موجب افزايش موضعيpH   شده که اين ميزان افزايش pH سبب تخريب فيلم اکسيدي( لايه پسيو) اطراف رسوب ها مي شود. از لحظه تخريب فيلم  اکسيدي و افزايش pH  به صورت موضعي، فرآيند خوردگي شديدي در فصل مشترک رسوب- فاز زمينه به وقوع مي پيوندد،که نهايتا" باعث افزايش ميزان تشکيل حفرات نيمه کروي مي شود( شکل 8 ). ارتباط ميان تشکيل حفرات نيمه کروي و فرآيند قليايي شدن موضعي در اطراف رسوب هاي کاتدي توسط اين موضوع تقويت   مي شود که اين خوردگي از نظر ظاهري مشابه مشاهدات انجام گرفته توسط محققين ديگر در محيط هاي خورنده           مي باشد]14[.  شدت ميزان اين فر آيند هنگام اعمال جريان کاتدي به نمونه( پلاريزه شدن کاتدي ) به ميزان زيادي افزايش نشان مي دهد(شکل 10 (a)). در اين شرايط واکنش کاتدي ( احياء اکسيژن) با شدت زيادي انجام گرفته و ميزانpH   بيشتر مي گردد، بنابراين تمايل به خورده شدن فاز زمينه اطراف رسوب هاي            Al( Mn , Fe , Cr ) افزايش مي بايد]شکل 10 (a) [ .
 
 
 
شکل 11 . (a)  تصوير SEM   يک رسوب Al( Mn,Fe,Cr )  با قطر يک ميکرومتر بعد از اعمال جريان کاتدي به اندازه    50-  براي 15 دقيقه توسط دستگاه گالوانوستات ( b) طيف EDS  به دست آمده از اين رسوب .
 
پس از انجام پلاريزاسيون، رسوب هاي ريزي از Al( Mn, Fe, Cr ) با قطر تقريبي يک ميکرومتر روي سطح نمونه مشاهده مي شوند(شکل11(. خوردگي به وجود آمده در اطراف اين رسوب ها مشابه خوردگي ايجاد شده توسط همين نوع رسوب است ولي در رسوبات بزرگتر، منطقه خورده شده وسيع تر است.
در شکل 10 (a) واضح است که  بعد از انجام  پلاريزه کردن کاتدي، در مناطقي از نمونه که رسوبي از      Al( Mn, Fe, Cr ) در مجاور آن وجود ندارد، تغيير خاصي رخ نداده است. به عبارت ديگر در مناطقي از سطح نمونه که انواع ديگر رسوب ها مثل Al(Si-Mg) وجود دارند، هيچ گونه تغيير خاصي (خوردگي) مشاهده      نمي شود(شکل12).
مورفولوژي خوردگي نمونه ها هنگامي که نمونه ها به صورت آندي پلاريزه مي شوند، به صورت قابل ملاحظه اي با مورفولوژي خوردگي ايجاد شده توسط پلاريزاسيون کاتدي متفاوت مي باشد. مطابق شکل 13 مي توان مشاهده کرد(عمليات پلاريزاسيون نمونه ها به صورت آندي با دانسيته جريان  50+ براي مدت 15 دقيقه ) که اين عمليات منجر به خوردگي حفره اي کريستالوگرافيک مي شود.

 
 
 
 
شکل 12 . تصوير SEM مجموعه اي از رسوب هاي Al( Mn , Fe , Cr )  و Al(Si-Mg) بعد از انجام پلاريزه کردن کاتدي با دانسيته جريان    50+ براي مدت زمان 15 دقيقه توسط دستگاه گالوانوستات
 
 
 

شکل 13 . تصوير SEM يک حفره کريستالو گرافيک بعد از پلاريزه کردن آندي نمونه با دانسيته جريان   50+ براي مدت زمان 15 دقيقه توسط دستگاه گالوانوستات.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
شکل 14 . تصوير SEM مجموعه اي از رسوب هاي Al( Mn , Fe, Cr ) و Al(Si-Mg) بعد از انجام پلاريزه کردن آندي با دانسيته جريان  50+ براي مدت زمان 15 دقيقه توسط دستگاه گالوانوستات.
مطابق  مطالب گفته شده براي آلياژ AA5086  در مرجع ] 22[ و آلومينيوم خالص در مرجع ]24[ اين نکته بايد مورد توجه قرار گيرد که دو نوع رسوب اصلي و مهم موجود در اين آلياژ يعني Al( Mn , Fe , Cr ) و         Al(Si-Mg) توسط عمليات پلاريزه کردن آندي تحت تأثير قرار نمي گيرند، بنابراين چنين استنباط مي گردد که ظاهرا" ارتباطي ميان تشکيل خوردگي حفره اي کريستالوگرافيک و حضور ذرات بين فلزي وجود ندارد            ( شکل14 ). اگر نتايج به دست آمده از آزمايش هاي انجام گرفته با گالوانوستات ( اعمال جريان به نمونه ) با نتايج به دست آمده از حالت پتانسيل مدار باز مقايسه شود، دو نتيجه مهم حاصل می گردد. نتيجه اول اينکه حفرات تشکيل شده  بر روي نمونه هاي آلياژAA5083  غوطه ور در محلول هوا دار سدیم کلرايد3/5 درصد از نوع حفرات کريستالوگرافيک نيستند. دوم اينکه مورفولوژي خوردگي مشاهده شده در نمونه هاي تحت آزمايش غوطه وري تا حد زيادي مشابه مورفولوژي خوردگي مشاهده شده در نمونه هايي است که به صورت کاتدي پلاريزه شده اند]  شکل هاي 3 و 10  (a) [.
از سوي ديگر مي توان چنين اظهار داشت که در اين نمونه ها افزايش موضعي مقدار pH  بر روي         رسوب هاي کاتدي باعث انحلال لايه اکسيدي شده (در نتيجه فاز زمينه با محلول خورنده در تماس مي‌باشد) و خوردگي موضعي ايجاد مي شود. پيدايش خوردگي حفره اي مي تواند به واسطه انجام واکنش هاي احيا بر روي مجموعه اي از رسوب ها( افزايش ميزان pH باشد) ] 14 [ و يا به دليل جدا شدن ذرات رسوب به وسيله نيروي جاذبه، هنگامي که سطح تماس بين رسوب و فاز زمينه کاهش مي يابد، صورت گيرد( شکل 15 ).
اطلاعات ارائه شده در مرجع ] 25[ نظريه دوم را تأييد مي کند به گونه اي که وابستگي شديدي  ميان وضعيت نمونه غوطه ور ( افقي و عمودي) در محلول و پيدايش حفرات نيمه کروي مشاهده مي شود. مکانيزم تشکيل حفره در نمونه هاي تحت تماس با محلول در پتانسيل مدار باز در شکل 6 نشان داده شده اند. ولي در آن هيچ گونه اثري از ايجاد حفرات توسط نظريه دوم ( جدا شدن رسوب ها از فاز زمينه توسط نيروي جاذبه ) ديده نمي شود. مکانيزم تشکیل حفره های ريز مشاهده شده (در دوره هاي زماني طولاني تر غوطه وري) مشابه با حفرات ايجاد شده بر روي نمونه هايي که برای مدت زمان بيشتري غوطه ور بوده اند، می باشد، ولي اندازه آنها کوچکتر است(شکل 8 ).
اطلاعات به دست آمده از اين مقاله باعث شگفت زدگي مي باشد، به عنوان مثال مي توان به نزديکي مقادير پتانسيل خوردگي نمونه ( -0/760 v  ) و پتانسيل جوانه زني حفره ( - 0/720 v ) اشاره داشت] 26 [. به منظور تفسير اين وضعيت، نمونه ها را در دانسيته جريان هاي مختلفي از 1/0  تا  50+ به مدت زمان 15 دقيقه به صورت آندي پلاريزه نموده اند. در شکل 16 تصاوير SEM  مربوط به نمونه هايي که دانسيته جرياني بالا تر از   5/0 به آنها اعمال شده است نشان داده مي شود. از تصاوير به دست آمده مي توان چنین استنباط نمود که حفره هاي ايجاد شده  از نوع حفره هاي کريستالوگرافيک هستند و ثانيا" با افزايش ميزان دانسيته جريان به نمونه تعداد و اندازه حفرات افزايش يافته است. طبيعت کريستالوگرافيک اين حفره ها را به صورت دقيق تر    مي توان در شکل 17 مشاهده نمود. به عبارت ديگر در عمليات پلاريزه کردن آندي، ذرات بين فلزي و نواحي مجاور آن تحت تأثير قرار نمي گيرند و دانسيته جريان اعمال شده به نمونه موجب تشکیل حفره های کريستالوگرافيک در فاز زمينه مي گردد( شکل 18).
از سوي ديگر هنگامي که دانسيته جريان اعمالي به نمونه کمتر از  1/0 باشد، حفرات کريستالوگرافيک ايجاد نمي شوند(شکل 16). براي شکل گيري حفرات کريستالوگرافيک ريز بايد دانسيته جريان تا   5/0 افزايش بيابد. در دانسيته جريان هاي اعمالي کم (به عنوان مثال  1/0 براي مدت زمان 24 ساعت ) حفره اي از نوع حفرات کريستالوگرافيکي ديده نمي شود. تحت اين شرايط  خوردگي مشاهده شده از نوع خوردگي با پلاريزه شدن کاتدي مي باشد( شکل 19). پديده گفته شده ممکن است توسط اين واقعيت تحت تأثير قرار گيرد که هنگام اعمال جريان هاي آندي کم، جريان کاتدي باقي مانده هنوز هم به حد کافي بالا مي باشدکه اين جريان کاتدي باقي مانده  باعث افزايش ميزان pH شده و نتيجه آن ايجاد خوردگي موضعي قليايي است.  
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
شکل 15 . نحوه شکل گيري حفرات به وسيله خوردگي موضعي قليايي .
براي ايجاد تعداد زيادي حفره هاي کريستالوگرافيک بدون انجام فعاليت آندي بر روي نمونه لازم است که ميزان پتانسيلي به اندازه -840 mV  ، در محلول سديم کلرايد3/5 درصد به مدت يک ساعت توسط دستگاه پتانسيوستات به نمونه اعمال شود. پس از اتمام اعمال پتانسيل به نمونه، پتانسيل نمونه به سمت مقدار پتانسيل مدار باز که برابر با -720 mV   است، حرکت مي کند.

 
 
 
 
 
 
 
 
شکل 16 تصاوير SEM نمونه هاي آلياز AA5083  پس از اعمال دانسيته جريان هاي  1/0 تا  50 براي مدت زمان 15 دقيقه در محلول سديم کلرايد 3/5 درصد توسط دستگاه گالوانو ستات.
هنگامي که پتانسيل مدار باز پايدار مي گردد، سيستم را تحت اين شرايط ( پتانسيل OCP ) به مدت يک ساعت قرار مي دهيم. شکل 20 تصوير SEM به دست آمده از نمونه را پس از طي مراحل بالا نشان مي دهد که در آن به وضوح مي توان حضور هم زمان حفرات نيمه کروي (خوردگي موضعي قليايي)] تشکيل شده در طول پلاريزاسيون در پتانسيل -840 mV  [ و حفرات کريستالوگرافيک]  تشکيل شده در پتانسيل -720 mV [ را مشاهده نمود. پلاريزاسيون کاتدي در اين نمونه به خوبي سبب ايجاد خوردگي موضعي در اطراف رسوب هاي Al( Mn, Fe, Cr )   شده است. علت ايجاد اين پديده، تخريب فيلم اکسيدي روي سطح نمونه مي باشد. هنگامي که فيلم اکسيدي روي نمونه برداشته مي شود(تخريب فيلم پسيو رخ مي دهد)،  مقدار پتانسيل مدار باز به سمت مقدار پتانسيل جوانه زني حفره بر روي فاز زمينه حرکت مي نمايد، که نتيجه اين عمل تشکيل حفرات کريستالوگرافيک مي باشد.
اگر عمليات ياد شده بر روي نمونه اي که قبلا" در تماس با محلول سديم کلرايد بوده انجام گيرد، فقط  خوردگي موضعي قليايي مشاهده مي شود. در اين حالت مقدار پتانسيل مدار باز( که بعد از انجام پلاريزاسيون کاتدي به آن مي رسيم ) برابر با -760 mV  است. در واقع مطلب گفته شده بيان گر اين موضوع است که عمليات پلاريزاسيون به تنهايي براي تخريب لايه پسيو کافي نمي باشد( لايه پسيو مانعي در برابر حفرات کريستالو گرافيک است ).
در نهايت مي توان گفت که وجود يون کلر در محلول شرط کافي براي پيدايش خوردگي موضعي قليايي نمي باشد. نتايج گزارش شده توسط مرجع ] 27 [بيان مي کند که با استفاده از يک ممانعت کننده خوردگي مثل سريم کلرايد در محلولي که غلظت سديم کلرايد در آن به ميزان 5/3 درصد است، حفرات قليايي حتي در  دوره هاي زماني بيشتر از 30 روز هم مشاهده نشده اند. طبق اين نتايج، افزودن اين ممانعت کننده باعث          مي شود که pH در مناطق کاتدي افزايشي نداشته و خوردگي موضعي قليايي رخ ندهد] 27[.

شکل 17 . تصاوير SEM نمونه هاي آلياژ AA5083  بعد از اعمال دانسيته جريان هاي  50 - براي مدت زمان 15 دقيقه در محلول سديم کلراید 5/3 درصد توسط دستگاه گالوانوستات : جزئيات حفرات کريستالوگرافيک
 
 

 
 
 
شکل 18 تصوير SEM يک نمونه آلياژ AA5083  بعد از اعمال دانسيته جريان  1 براي مدت 15 دقيقه در يک محلول سدیم کلرايد 5/3 درصد توسط دستگاه گالوانوستات : جزئيات در مورد حفره دار شدن کريستالوگرافيک و ذرات بين فلزي
Al( Mn , Fe, Cr ) و Al(Si-Mg)
اين نتايج بيان مي کند هنگامي که فعاليت کاتدي کاهش مي يابد، حفرات قليايي حتي با وجود مقادير بالاي يون کلر در محيط نيز به وجود نمي آيند.

شکل 19 . ( a ) تصوير SEM  يک نمونه آلياژ AA5083  بعد از اعمال دانسيته جريان   1/0 براي مدت 24 ساعت در محلول سدیم کلرايد 5/3 درصد توسط دستگاه گالوانوستات ( b ) جزئيات خوردگي قليايي در اطراف ذره بين فلزي Al( Mn ,Fe, Cr )
 

شکل 20 . تصويرSEM  يک نمونه آلياژ AA5083  بعد از اعمال پتانسيل -840mV  به مدت يک ساعت توسط دستگاه پتاسيوستات و سپس قرار گرفتن  در وضعيت پتانسيل مدار باز به مدت يک ساعت- قرار گيري حفرات خوردگي موضعي قليايي(1) و حفرات کريستالوگرافيک(2) در کنار هم

 
 
 
 
شکل 21 . (a) تصوير SEM   يک نمونه آلياژ AA5083  بعد از دو روز غوطه وري در آب مقطر ( b)  جزئيات خوردگي قليايي در مجاورت يک ذره بين فلزي Al( Mn, Fe, Cr )
به علاوه اگر آزمون هاي غوطه وري در آب مقطر انجام گيرد، حفرات قليايي از اولين ساعات غوطه وري بر روي نمونه مشاهده مي شود(شکل 21). اين مطلب نيز  نشان مي دهد با اينکه حضور يون هاي کلر ممکن است باعث افزايش سرعت فر آيند شوند، اما شرطي لازم براي ايجاد  خوردگي موضعي قليايي نمي باشند.
 
نتايج
 از مطالعه رفتار خوردگي آلياژ AA5083   در محلول سديم کلرايد 5/3 درصد مي توان دريافت که تحت شرايط مناسب، اين آلياژ دو نوع خوردگي موضعي را تجربه مي کند: خوردگي موضعي قليايي (حفرات نيمه کروي) و خوردگي حفره اي با حفرات کريستالوگرافيک.
در راستاي ديگر نتايج به دست آمده مي توان گفت هنگامي که آلياژAA5083   به صورت آزادانه (بدون اعمال جريان و پتانسيل) در محلول سديم کلرايد 5/3 درصد قرار مي گيرد. فرآيند خوردگي موضعي در مناطق اطراف رسوب هاي Al( Mn , Fe , Cr ) به وقوع مي پيوندد که نتيجه آن ايجاد حفرات نيمه کروي  مي باشد. در اين شرايط غوطه وري هيچ گونه نشانه اي دال بر به وجود آمدن حفرات کريستالوگرافيک حتي در زمان هاي غوطه وري بيشتر از 30 روز وجود ندارد. اطلاعات به دست آمده بيان مي کند که اين نوع خوردگي به علت فعاليت کاتدي اين نوع از رسوب ها مي باشد. افزايش موضعي pH که به دليل انجام واکنش احيا اکسيژن       مي باشد موجب تخريب فيلم اکسيدي به صورت موضعي شده و پيامد اين موضوع تشکيل يک پيل گالوانيکي بسيار کوچک است( فاز زمينه در تماس با ذره بين فلزي در حالي که هر دو در تماس با محلول مي باشند).
حفره هاي مشاهده شده در اين نمونه ها پيامدي از جدا شدن رسوب هاي Al( Mn, Fe, Cr ) از فاز زمينه     مي باشند. براي تشکيل حفرات کريستالوگرافيک لازم است که آلياژ در حد پتانسيل جوانه زني حفره پلاريزه شده و يا يک جريان آندي ثابت با دانسيته جرياني بالاتر از مقدار  بحراني به نمونه اعمال شود. فقط در اين حالت مي باشد که لايه اکسيدي روي سطح فلز تخريب شده و حفرات کريستالوگرافيک تحت شرايط  غوطه وري در محلول سديم کلرايد 5/3 درصد تشکيل مي شوند.