Cât de rezistent la coroziune este aluminiul? Este aluminiul rezistent la coroziune?
În general, aluminiul și aliajele sale au o rezistență excelentă la coroziune. Aluminiul în stare naturală, pur comercial sau aluminiu 1xxx, are cea mai bună rezistență la coroziune, dar această calitate este compromisă pe măsură ce se adaugă aliaje, în special cupru și fier, dar și magneziu sau zinc. Elementele de aliere utilizate pentru a obține proprietățile dorite ale majorității grupelor de aliaje de aluminiu comerciale sunt enumerate mai jos.
| Grupul de aliaje | Element major de aliere | Putere | Ductilitate | Rezistență la coroziune | Sudabilitate | Anodizare |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1xxx | Nici unul | L | H | H | H | VH |
| 2xxx | Cu | VH | L | L | L | L |
| 3xxx | Mn | L plus | H | H | H | H |
| 5xxx | Mg | M | M | H | H | H |
| 6xxx | Si/Mg | M | M | H | H | VH -H |
| 7xxx | Zn/Mg | H | L | M | M | M |
| 7xxxCu | Zn/Mg/Cu | VH | L | L | L | L |
Aceste elemente, adăugate în procente mici, sunt adăugate pentru a da metalului proprietățile dorite de rezistență, ductilitate, sudabilitate, prelucrabilitate, rezistență la coroziune și altele. Datorită unui anumit grad de predictibilitate a modificărilor proprietăților dintre diferitele grupuri de aliaje, acestea sunt de obicei utilizate pe piețe diferite. În scopul acestei postări pe blog, vom discuta în principal despre rezistența la coroziune, dar atunci când decidem asupra unui aliaj, nicio proprietate nu trebuie luată în considerare izolat.
Care este relația dintre oxidarea aluminiului și rezistența la coroziune?
Paradoxal, oxidarea aluminiului este o parte centrală a rezistenței sale la coroziune. Aluminiul are o afinitate foarte mare pentru oxigen. Atunci când o suprafață nouă de aluminiu este expusă în prezența aerului sau a oricărui alt agent oxidant, se dezvoltă rapid o peliculă subțire și tare de oxid de aluminiu (sau oxid hidratat în apă nestăgnată). Această oxidare a aluminiului este tocmai ceea ce face ca aluminiul să fie atât de rezistent la coroziune.
Acest film este relativ inert din punct de vedere chimic. Rezistența la coroziune a aluminiului se bazează pe inactivitatea acestei pelicule de suprafață de aluminiu sau oxid hidratat. Atunci când această peliculă de suprafață se dizolvă, apare coroziunea; atunci când filmul suferă deteriorări localizate și nu poate avea loc auto-vindecarea, urmează coroziunea localizată.
Această peliculă de suprafață este în general stabilă într-un interval de pH de aproximativ 4,5 până la 8. Filmul poate rămâne stabil în alte cazuri, în funcție de mediu, de exemplu, acid azotic la pH 0, acid acetic glacial la pH3 sau amoniu hidroxid la pH 13. Pelicula de oxid poate fi dizolvată în majoritatea acizilor și bazelor puternice, caz în care coroziunea aluminiului va fi rapidă.
Ca și în cazul tuturor elementelor arhitecturale și structurale comune, aluminiul se va coroda în anumite condiții. Acest lucru este mai probabil să apară atunci când este ales un aliaj greșit pentru proiecte sau aplicații. Pentru a obține rezultate bune cu aluminiu, este esențial să cunoașteți următoarele:
condiţiile în care se va produce coroziunea
forma pe care o va lua coroziunea
rata de coroziune
orice măsuri preventive care pot fi luate
Ruginește aluminiul? Este aluminiul rezistent la rugină?
Rugina este o formă de coroziune specifică fierului și oțelului (deoarece conține fier). De fapt, rugina este denumirea comună pentru oxidul de fier, atunci când fierul sau oțelul se leagă de oxigen și suferă oxidare. Prin urmare, aluminiul nu poate rugini.
Ruginește aliajul de aluminiu?
Aluminiul și aliajele sale sunt rezistente la coroziune. Deși aluminiul este rezistent în mod natural, rezistența sa scade odată cu adăugarea mai multor aliaje. Rezistența aluminiului la coroziune se datorează oxidării. Atunci când suprafețele noi de aluminiu intră în contact cu aerul sau cu alți agenți oxidanți, se formează o peliculă subțire de oxid de aluminiu, care o protejează de coroziune. Cu toate acestea, este important de reținut că aluminiul nu este complet imun la coroziune și se poate coroda în anumite condiții.
Care aliaje au cea mai bună rezistență la coroziune?
1xxx
Aliaj 1100: Aluminiul de calitate 1100 este aluminiu pur comercial. Are o rezistență excelentă la coroziune și este comună în industria chimică și în industria alimentară. În caz contrar, este un metal moale și ductil, cu o lucrabilitate excelentă. Veți găsi aliajul 1100 frecvent în aplicații care necesită formare. Poate fi sudat prin orice metodă, dar nu este tratabil termic.
3xxx
Aliaj 3003: aliajul 3003 este cel mai comun dintre aliajele de aluminiu. Este aluminiu pur, de calitate comercială, cu o rezistență sporită cu 20% datorită adaosului de mangan și cupru. De asemenea, are o rezistență excelentă la coroziune, lucrabilitate și poate fi sudat sau lipit, trasat sau filat.
5xxx
Aliaj 5052:5052 este, de asemenea, un aliaj foarte popular, deoarece are cea mai mare rezistență dintre oricare dintre clasele care nu pot fi tratate termic. Este deosebit de comun în atmosferele marine și de apă sărată datorită rezistenței sale la coroziune. Are o lucrabilitate excelentă și este ușor de desenat sau format în forme complexe.
6xxx
Aliaj 6061:6061 este cel mai versatil dintre aliajele tratabile termic, incluzând rezistența la coroziune, lucrabilitatea la recoacere și sudabilitatea. Veți găsi aliajul 6061 în produse și aplicații care necesită un trifect de aspect bun, rezistență la coroziune mai bună și rezistență bună.
Aliajul 6063: 6063 este de obicei cunoscut ca un aliaj arhitectural datorită proprietăților sale de înaltă rezistență la tracțiune, finisare excelentă și rezistență ridicată la coroziune. Veți găsi 6063 în setări arhitecturale interioare și exterioare și ornamente. Este frecvent anodizat.
Industria aerospațială (2xxx și 7xxx)
În industria aerospațială, este nevoie atât de rezistență ridicată, cât și de rezistență ridicată la coroziune. Din acest motiv, industria aerospațială este în general limitată la seriile 2xxx și 7xxx de aluminiu. Ocolim rezistența redusă la coroziune a aluminiului aliat din aceste serii prin căptușeli alclad care sunt din aluminiu pur și aliate cu aliajul de aluminiu mai puternic de dedesubt. Aluminiul pur oferă avionului rezistența la coroziune necesară, fără a compromite rezistența aluminiului structural.
Alloy 2011: Alloy 2011, altfel cunoscut sub numele de Free Machining Alloy (FMA), este cunoscut pentru rezistența sa mecanică ridicată și prelucrarea excelentă, motiv pentru care îl vedeți în piese complexe și detaliate. Dacă acest aliaj este prelucrat la viteză mare, va produce așchii fine, dar acestea sunt ușor de îndepărtat.
Aliaj 2014: aliajul 2014 este pe bază de cupru, cu rezistență foarte mare și prelucrare excelentă. Îl veți găsi în multe aplicații aerospațiale structurale datorită rezistenței sale mari la coroziune.
Aliaj 2024: aliajul 2024 este foarte frecvent utilizat datorită combinației sale de rezistență ridicată și rezistență excelentă la oboseală. Îl vei găsi oriunde produsele necesită un raport bun dintre rezistență și greutate. Dar, rezistența la coroziune este destul de scăzută, așa că o veți vedea adesea fie cu o suprafață anodizată (vezi mai jos), fie cu Alclad.
Aliaj 7075: Dintre toate aliajele de aluminiu, 7075 este unul dintre aliajele cu cea mai mare rezistență. La fel ca 2024, are un raport excelent dintre rezistență și greutate și este utilizat în părțile care vor fi supuse unui stres ridicat. 7075 poate fi format la recoacere și apoi tratat termic dacă este necesar.
Cât de repede are loc oxidarea aluminiului?
Oxidarea aluminiului are loc mai rapid decât oxidarea oțelului, deoarece aluminiul are o afinitate puternică pentru oxigen. Când toți atomii de aluminiu s-au legat de oxigen, procesul de oxidare se oprește.
