Realization and optimization of an electrochemical method for the creation of localized corrosion attacks on aluminium 7475-T7351 specimens

Aluminum alloy 7475-T7351 is extensively employed for the realization of components used in the aerospace field. The aim of this work is to develop a method that allows the creation of a geometrically well-defined corrosion attack on samples of this alloy. Specimens will then be subjected to fatigue testing to evaluate how the presence of a real corrosion defect affects the fatigue life of the material. In order to achieve this purpose, four different methodology were used; their reproducibility and reliability was then assessed through the results collected, in particular the mass loss and the profile of the attack obtained through profilometries. The four methods chosen are: corrosion in alkaline and acidic media, galvanic coupling and galvanostatic polarization. The samples used for these tests were partially shielded by using a self-amalgamating tape, in order to expose only a reduced area of the metal, thus allowing the localization of the attack. Once having identified the galvanostatic polarization as the most suitable method, some improvements were implemented with the aim of further refining the technique and achieve the final goal of this work. More experimental tests were carried out by employing the setup so developed. The new data thus collected highlighted a satisfactory reproducibility of the results achieved by using this method. The impossibility of assuring that attacks respected the desired geometry in the totality of the tests, as it is instead the case when using pure mechanical techniques, can be explained by considering some intrinsic aspects of the aim of this work: among the most important reasons, the inherently probabilistic nature of the corrosion phenomena, the influence exerted by the species (in particular, chlorides) involved in the tests, and the reduced dimensions of the defect required can be reported.

La lega di alluminio 7475-T7351 è ampiamente utilizzata per la realizzazione di componenti impiegati nel campo aerospaziale. Lo scopo di questo lavoro è quello di ideare un metodo che permetta di creare su campioni di questa lega un attacco di corrosione localizzato, con una geometria ben definita. I campioni verranno in seguito sottoposti a prove di fatica per valutare come la presenza di un reale difetto di corrosione influisca sulla vita a fatica del materiale. Per raggiungere questo obiettivo, quattro differenti metodologie sono state messe a punto e la loro riproducibilità e affidabilità valutate attraverso i risultati raccolti, in particolare la perdita di massa e il profilo dell’attacco ricavato dalle profilometrie. I quattro metodi scelti sono: corrosione in ambiente acido e alcalino, accoppiamento galvanico e polarizzazione galvanostatica. In ogni test il campione è stato parzialmente schermato utilizzando un nastro auto agglomerante, in modo da esporre solo un’area ridotta del metallo e permettere la localizzazione dell’attacco. Selezionato il metodo che è risultato essere il più adatto, ovvero la polarizzazione galvanostatica, sono state implementate una serie di migliorie a quest’ultimo, con lo scopo di perfezionare ulteriormente la tecnica e raggiungere lo scopo ultimo di questo lavoro. Ulteriori test sperimentali sono stati condotti utilizzando il setup così realizzato e nuovi dati raccolti. Quest’ultimi hanno evidenziato una riproducibilità soddisfacente dei risultati ottenuti utilizzando il metodo messo a punto. L’impossibilità di ottenere attacchi che rispettassero la geometria desiderata nella totalità dei casi, come avviene ad esempio impiegando tecniche puramente meccaniche, può essere attribuita ad alcuni aspetti propri dell’obiettivo di questo lavoro. La natura intrinsecamente probabilistica dei fenomeni di corrosione e l’influenza delle specie coinvolte nei test, in particolare i cloruri, unite alle ridotte dimensioni del difetto da realizzare sono tra le principali ragioni che possono essere annoverate a riguardo.