Колко устойчив на корозия е алуминият? Алуминият устойчив ли е на корозия?
Най-общо казано, алуминият и неговите сплави имат отлична устойчивост на корозия. Алуминият в естественото си състояние, търговски чист или алуминий 1xxx, има най-добрата устойчивост на корозия, но това качество е компрометирано, тъй като се добавят сплави, особено мед и желязо, но също и магнезий или цинк. Легиращите елементи, използвани за постигане на желаните свойства на повечето търговски групи алуминиеви сплави, са изброени по-долу.
| Alloy Group | Основен легиращ елемент | Сила | Пластичност | Устойчивост на корозия | Заваряемост | Анодиране |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1xxx | Нито един | L | H | H | H | VH |
| 2xxx | Cu | VH | L | L | L | L |
| 3xxx | Мн | L плюс | 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 |
Тези елементи, добавени в малки проценти, се добавят, за да придадат на метала желаните свойства на якост, пластичност, заваряемост, обработваемост, устойчивост на корозия и други. Поради известна степен на предвидимост в промените на свойствата между различните групи сплави, те обикновено се използват на различни пазари. За целите на тази публикация в блога ще обсъдим главно устойчивостта на корозия, но когато вземаме решение за сплав, нито едно свойство не трябва да се разглежда изолирано.
Каква е връзката между алуминиевото оксидиране и устойчивостта на корозия?
Парадоксално, окисляването на алуминия е централна част от неговата устойчивост на корозия. Алуминият има много висок афинитет към кислорода. Когато нова алуминиева повърхност е изложена в присъствието на въздух или друг окислител, тя бързо развива тънък, твърд филм от алуминиев оксид (или хидратиран оксид в незастояла вода). Това оксидиране на алуминий е точно това, което прави алуминия толкова устойчив на корозия.
Този филм е относително инертен химически. Корозионната устойчивост на алуминия зависи от неактивността на този повърхностен филм от алуминий или хидратиран оксид. Когато този повърхностен филм се разтвори, възниква корозия; когато филмът претърпи локално увреждане и не може да настъпи самовъзстановяване, следва локализирана корозия.
Този повърхностен филм обикновено е стабилен в диапазон на pH от около 4,5 до 8. Филмът може да остане стабилен в други случаи в зависимост от околната среда, например азотна киселина при pH 0, ледена оцетна киселина при pH3 или амоний хидроксид при pH 13. Оксидният филм може да се разтвори в повечето силни киселини и основи, в който случай корозията на алуминия ще бъде бърза.
Както при всички обичайни архитектурни и структурни елементи, алуминият ще корозира при определени условия. Това е по-вероятно да се случи, когато е избрана грешна сплав за проекти или приложения. За да постигнете добри резултати с алуминия, важно е да знаете следното:
условията, при които ще възникне корозия
формата, която ще приеме корозията
скоростта на корозия
всякакви превантивни мерки, които могат да бъдат предприети
Алуминият ръждясва ли? Алуминият устойчив ли е на ръжда?
Ръждясването е форма на корозия, която е специфична за желязото и стоманата (тъй като съдържа желязо). Всъщност ръждата е общоприетото име за железен оксид, когато желязото или стоманата се свързват с кислород и претърпяват окисление. Следователно алуминият не може да ръждясва.
Алуминиевата сплав ръждясва ли?
Алуминият и неговите сплави са устойчиви на корозия. Въпреки че алуминият е естествено еластичен, устойчивостта му намалява с добавянето на повече сплави. Устойчивостта на алуминия на корозия се дължи на окисляване. Когато нови алуминиеви повърхности влязат в контакт с въздух или други окислители, се образува тънък, твърд филм от алуминиев оксид, който го предпазва от корозия. Въпреки това е важно да се отбележи, че алуминият не е напълно имунизиран срещу корозия и може да корозира при определени условия.
Кои сплави имат най-добра устойчивост на корозия?
1xxx
Сплав 1100: Алуминият клас 1100 е търговски чист алуминий. Има отлична устойчивост на корозия и е често срещан в химическата и хранително-вкусовата промишленост. В противен случай това е мек и пластичен метал с отлична обработваемост. Ще намерите сплав 1100 често в приложения, които изискват формоване. Може да се заварява по всякакъв начин, но не подлежи на термична обработка.
3xxx
Сплав 3003: Сплав 3003 е най-често срещаната от алуминиевите сплави. Това е чист алуминий от търговски клас с 20 процента увеличение на якостта благодарение на добавянето на манган и мед. Освен това има отлична устойчивост на корозия, обработваемост и може да се заварява или споява, изтегля или върти.
5xxx
Сплав 5052:5052 също е много популярна сплав, защото има най-високата якост от всички видове, които не подлежат на термична обработка. Той е особено често срещан в морски и соленоводни атмосфери поради своята устойчивост на корозия. Има отлична обработваемост и лесно се изтегля или оформя в сложни форми.
6xxx
Сплав 6061:6061 е най-универсалната от термично обработваните сплави, включително устойчивост на корозия, обработваемост при отгряване и заваряемост. Ще намерите сплав 6061 в продукти и приложения, които изискват трифекта с добър външен вид, по-добра устойчивост на корозия и добра здравина.
Сплав 6063: 6063 обикновено е известна като архитектурна сплав поради своята висока якост на опън, страхотно покритие и висока устойчивост на корозия. Ще намерите 6063 в интериорни и екстериорни архитектурни настройки и облицовки. Често е анодизиран.
Аерокосмическата индустрия (2xxx & 7xxx)
В космическата индустрия има нужда от висока якост и висока устойчивост на корозия. Поради тази причина космическата индустрия обикновено се ограничава до алуминиеви серии 2xxx и 7xxx. Ние заобикаляме намалената устойчивост на корозия на легирания алуминий в тези серии чрез покритите облицовки, които са от чист алуминий и легирани с по-здравата алуминиева сплав отдолу. Чистият алуминий дава на самолета устойчивостта на корозия, която е необходима, без да се прави компромис със здравината на структурния алуминий.
Alloy 2011: Alloy 2011, известна още като Free Machining Alloy (FMA), е известна със своята висока механична якост и отлична машинна обработка, поради което я виждате в сложни и детайлни части. Ако тази сплав се обработва при висока скорост, ще се получат фини стружки, но те лесно се отстраняват.
Alloy 2014: Alloy 2014 е на медна основа с много висока якост и отлична машинна обработка. Ще го намерите в много структурни аерокосмически приложения поради високата му устойчивост на корозия.
Сплав 2024: Сплав 2024 се използва много често поради комбинацията от висока якост и отлична устойчивост на умора. Ще го намерите навсякъде, където продуктите изискват добро съотношение на здравина към тегло. Но устойчивостта му на корозия е доста ниска, така че често ще го видите или с анодизирана повърхност (вижте по-долу) или с Alclad.
Сплав 7075: От всички алуминиеви сплави, 7075 е една от сплавите с най-висока якост. Подобно на 2024, той има отлично съотношение на здравина към тегло и се използва в части, които ще бъдат подложени на голямо напрежение. 7075 може да се формира при отгряване и след това топлинна обработка, ако е необходимо.
Колко бързо се случва окисляването на алуминия?
Окислението на алуминия се случва по-бързо от окисляването на стоманата, тъй като алуминият има силен афинитет към кислорода. Когато всички алуминиеви атоми се свържат с кислород, процесът на окисление спира.