Насколько устойчив к коррозии алюминий? Устойчив ли алюминий к коррозии?
Вообще говоря, алюминий и его сплавы обладают отличной устойчивостью к коррозии. Алюминий в его естественном состоянии, технически чистый или алюминий 1xxx, обладает наилучшей коррозионной стойкостью, но это качество ухудшается при добавлении сплавов, особенно меди и железа, а также магния или цинка. Легирующие элементы, используемые для достижения желаемых свойств большинства коммерческих групп алюминиевых сплавов, перечислены ниже.
| Группа сплавов | Основной легирующий элемент | Сила | Пластичность | Устойчивость к коррозии | Свариваемость | Анодирование |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1ххх | Никто | L | H | H | H | ВХ |
| 2ххх | Cu | ВХ | L | L | L | L |
| 3ххх | Мин. | Л плюс | H | H | H | H |
| 5ххх | мг | M | M | H | H | H |
| 6ххх | Si/Мг | M | M | H | H | ВХ -Х |
| 7ххх | Цинк/Мг | H | L | M | M | M |
| 7xxxCu | Zn/Mg/Cu | ВХ | L | L | L | L |
Эти элементы, добавляемые в небольших процентах, добавляются для придания металлу желаемых свойств прочности, пластичности, свариваемости, обрабатываемости, коррозионной стойкости и других. Из-за некоторой степени предсказуемости изменений свойств между различными группами сплавов они обычно используются на разных рынках. В этой статье мы в основном будем обсуждать коррозионную стойкость, но при выборе сплава никакие свойства не следует рассматривать изолированно.
Какова связь между окислением алюминия и коррозионной стойкостью?
Парадоксально, но окисление алюминия является центральной частью его коррозионной стойкости. Алюминий имеет очень высокое сродство к кислороду. Когда новая алюминиевая поверхность подвергается воздействию воздуха или любого другого окислителя, на ней быстро образуется тонкая твердая пленка оксида алюминия (или гидратированного оксида в незастойной воде). Именно окисление алюминия делает алюминий таким устойчивым к коррозии.
Эта пленка относительно химически инертна. Коррозионная стойкость алюминия зависит от неактивности поверхностной пленки алюминия или гидратированного оксида. Когда эта поверхностная пленка растворяется, возникает коррозия; когда пленка имеет локальное повреждение и самовосстановление не может произойти, возникает локальная коррозия.
Эта поверхностная пленка обычно стабильна в диапазоне pH от 4,5 до 8. Пленка может оставаться стабильной и в других случаях в зависимости от окружающей среды, например, азотной кислоты при pH 0, ледяной уксусной кислоты при pH 3 или аммония. гидроксид при pH 13. Оксидная пленка может растворяться в большинстве сильных кислот и оснований, в этом случае коррозия алюминия будет быстрой.
Как и все обычные архитектурные и конструкционные изделия, алюминий при определенных условиях подвергается коррозии. Это более вероятно произойдет, если для проектов или применений выбран неправильный сплав. Чтобы получить хорошие результаты с алюминием, важно знать следующее:
Условия, при которых возникает коррозия
форму, которую примет коррозия
скорость коррозии
любые профилактические меры, которые могут быть приняты
Алюминий ржавеет? Устойчив ли алюминий к ржавчине?
Ржавчина — это форма коррозии, характерная для железа и стали (поскольку она содержит железо). Фактически, ржавчина — это общее название оксида железа, когда железо или сталь связываются с кислородом и подвергаются окислению. Поэтому алюминий не ржавеет.
Ржавеет ли алюминиевый сплав?
Алюминий и его сплавы устойчивы к коррозии. Хотя алюминий обладает естественной эластичностью, его сопротивление снижается при добавлении большего количества сплавов. Устойчивость алюминия к коррозии обусловлена окислением. Когда новые алюминиевые поверхности вступают в контакт с воздухом или другими окислителями, образуется тонкая и твердая пленка оксида алюминия, защищающая их от коррозии. Однако важно отметить, что алюминий не полностью застрахован от коррозии и может подвергаться коррозии при определенных условиях.
Какие сплавы обладают лучшей коррозионной стойкостью?
1ххх
Сплав 1100: Алюминий марки 1100 представляет собой технически чистый алюминий. Он обладает превосходной коррозионной стойкостью и широко распространен в химической и пищевой промышленности. В остальном это мягкий и пластичный металл с отличной обрабатываемостью. Сплав 1100 часто можно встретить там, где требуется формовка. Его можно сваривать любым способом, но он не подлежит термической обработке.
3ххх
Сплав 3003: Сплав 3003 является наиболее распространенным из алюминиевых сплавов. Это чистый алюминий коммерческого качества, прочность которого увеличена на 20 процентов благодаря добавлению марганца и меди. Он также обладает превосходной коррозионной стойкостью, обрабатываемостью, его можно сваривать или паять, тянуть или вращать.
5ххх
Сплав 5052:5052 также является очень популярным сплавом, поскольку он обладает самой высокой прочностью среди всех нетермообрабатываемых марок. Он особенно распространен в морской и соленой атмосфере из-за его устойчивости к коррозии. Он обладает превосходной обрабатываемостью, легко вытягивается и принимает сложные формы.
6ххх
Сплав 6061:6061 является наиболее универсальным из термообрабатываемых сплавов, включая коррозионную стойкость, обрабатываемость при отжиге и свариваемость. Вы найдете сплав 6061 в продуктах и приложениях, где требуется сочетание хорошего внешнего вида, лучшей коррозионной стойкости и хорошей прочности.
Сплав 6063: 6063 обычно известен как архитектурный сплав из-за его высокой прочности на растяжение, отличной отделки и высоких коррозионно-стойких свойств. Вы найдете 6063 во внутренней и внешней архитектурной обстановке и отделке. Часто анодируется.
Аэрокосмическая промышленность (2xxx и 7xxx)
В аэрокосмической промышленности необходимы как высокая прочность, так и высокая коррозионная стойкость. По этой причине аэрокосмическая промышленность обычно ограничивается сериями алюминия 2xxx и 7xxx. Мы обошли пониженную коррозионную стойкость легированного алюминия в этих сериях с помощью алькладированных вкладышей, которые состоят из чистого алюминия и легированы более прочным алюминиевым сплавом под ним. Чистый алюминий придает самолету необходимую коррозионную стойкость без ущерба для прочности конструкционного алюминия.
Сплав 2011: Сплав 2011, также известный как сплав для свободной обработки (FMA), известен своей высокой механической прочностью и превосходной механической обработкой, поэтому его можно увидеть в сложных и детализированных деталях. Если этот сплав обрабатывать на высокой скорости, образуется мелкая стружка, но ее легко удалить.
Сплав 2014: Сплав 2014 изготовлен на основе меди, обладает очень высокой прочностью и отлично поддается механической обработке. Вы найдете его во многих конструкциях аэрокосмической отрасли из-за его высокой коррозионной стойкости.
Сплав 2024: Сплав 2024 очень часто используется из-за сочетания высокой прочности и превосходной усталостной стойкости. Вы найдете его везде, где требуется хорошее соотношение прочности и веса. Но его коррозионная стойкость довольно низкая, поэтому вы часто увидите его либо с анодированной поверхностью (см. ниже), либо с Alclad.
Сплав 7075: Из всех алюминиевых сплавов 7075 является одним из самых прочных. Как и 2024, он имеет отличное соотношение прочности и веса и используется в деталях, подвергающихся высоким нагрузкам. 7075 можно получить при отжиге, а затем при необходимости подвергнуть термообработке.
Как быстро происходит окисление алюминия?
Окисление алюминия происходит быстрее, чем окисление стали, поскольку алюминий имеет сильное сродство к кислороду. Когда все атомы алюминия соединяются с кислородом, процесс окисления прекращается.
