Koroze hliníku a intergranulární koroze 6000 sériové slitiny

Koroze hliníku a intergranulární koroze 6000 sériové slitiny

Koroze slitin hliníku a hliníku zahrnuje hlavně důvody, Intergranulární koroze, praskání koroze, vrstvená koroze, atd. Ačkoli hliník má relativně vysokou odolnost proti korozi, Bez ohledu na to, jaký je to kovový materiál, Bez ohledu na to, jak vysoká je její odolnost proti korozi, Během používání bude vždy produkovat více či méně ztráty koroze. Roční ztráta koroze hliníku je cca 0.5% roční produkce hliníku. The 6000 sériová slitina má největší výkon mezi deformovanými hliníkovými slitinami. I když jeho odolnost proti korozi není tak dobrá jako u 1000 série, 3000 série, a 5000 série hliníkových slitin, je mnohem větší než to 2000 série a 7000 série hliníkových slitin. Mezikrystalová tendence 6000 sériová slitina je také poměrně velká. The 6000 sériová hliníková slitina materiály používané v důležitých strukturách by měly být hodnoceny z hlediska citlivosti na mezikrystalovou korozi.

Podle obvyklé metody odhadu, přímé ekonomické ztráty způsobené korozí v Číně každý rok představují přibližně 3% HDP (hrubý národní produkt), a ocel spotřebovaná korozí tvoří asi 1/3 roční produkce, z toho o 1/10 z celkové produkce je nerecyklovatelný. Odolnost proti korozi hliníku a hliníkových slitin je mnohem vyšší než u oceli, a korozní ztráty jsou mnohem menší než u oceli. v 2020, Primární produkce hliníku v Číně byla 37.3 milionů tun. Podle tohoto odhadu, ztráta koroze hliníku byla asi 186,500 tun.

Klasifikace koroze hliníku

Z morfologie koroze, korozi hliníku lze rozdělit na komplexní korozi a místní korozi. První jmenovaná se také nazývá rovnoměrná koroze, také známý jako celková koroze, což znamená rovnoměrnou korozi a ztrátu povrchu materiálu v kontaktu s okolím. Koroze hliníku v alkalickém roztoku je typická rovnoměrná koroze, jako je alkalické mytí. Výsledkem koroze je ztenčení hliníkového povrchu přibližně stejnou rychlostí a snížení hmotnosti. nicméně, je třeba zdůraznit, že neexistuje absolutně jednotná koroze, a redukce tloušťky se liší místo od místa. Lokalizovaná koroze se týká koroze, která je omezena na určitou oblast nebo část konstrukce, a lze je rozdělit do následujících kategorií:

1. Pitting

Pitting se vyskytuje ve velmi lokalizované oblasti nebo části kovového povrchu, způsobuje jeskyně nebo prohlubně, které se rozšiřují dovnitř a dokonce způsobují perforaci. Pokud je průměr jámy menší než hloubka jámy, tomu se říká pitting; pokud je průměr jámy větší než hloubka jámy, dá se tomu říkat pitting. Ve skutečnosti, neexistuje žádná přísná hranice mezi důlkováním a důlkováním. K typické důlkové korozi dochází, když je hliník ve vodném roztoku obsahujícím chloridy. Mezi koroze hliníku, pitting je nejčastější, což je způsobeno rozdílem mezi potenciálem určité oblasti hliníku a potenciálem matrice, nebo přítomností nečistot s odlišným potenciálem od potenciálu hliníkové matrice.

Pitting

2. Mezikrystalová koroze

Tento typ koroze je selektivní koroze, která se vyskytuje na hranici zrn kovu nebo slitiny, když samotná zrna nebo krystaly nejsou významně zkorodovány., což způsobí prudký pokles mechanických vlastností materiálu, což má za následek poškození konstrukce nebo nehody. Důvodem mezikrystalové koroze je, že hranice zrn jsou za určitých podmínek velmi aktivní, jako jsou nečistoty na hranicích zrn, nebo zvýšení nebo snížení určitého slitinového prvku na hranicích zrn, to je, na hranicích zrn musí být tenká vrstva plochy, která je elektronegativní ke zbytku hliníku, a nejprve zkoroduje. Tento typ koroze se může vyskytovat u vysoce čistého hliníku v kyselině chlorovodíkové a ve vodě o vysoké teplotě. AI-S, To-mg-si, Al-Mg, a slitiny Al-Zn-Mg jsou všechny citlivé na mezikrystalovou korozi.

3. Galvanická koroze

Galvanická koroze je také charakteristickou formou koroze hliníku. Když méně aktivní kov a aktivnější kov jako je hliník (anoda) jsou v kontaktu ve stejném prostředí nebo když je připojen vodič, vzniká galvanický pár a protéká proud, způsobující galvanickou korozi. Galvanická koroze se také nazývá bimetalická koroze nebo kontaktní koroze. Přirozený potenciál hliníku je velmi negativní. Při kontaktu hliníku s jinými kovy, hliník vždy funguje jako anoda, a koroze se urychluje. Galvanické korozi se nevyhne téměř žádný hliník a hliníkové slitiny. Čím větší je potenciální rozdíl mezi dvěma kovy, které jsou v kontaktu, tím závažnější je galvanická koroze. Je třeba poznamenat, že při galvanické korozi, faktor plochy je nesmírně důležitý, a velká katoda a malá anoda jsou nejnepříznivější kombinací.

4. Štěrbinová koroze

Když jsou v kontaktu stejné nebo různé kovy, nebo když jsou kovy v kontaktu s nekovy, vznikne štěrbina, a dojde ke korozi ve štěrbině nebo její blízkosti. Mimo štěrbinu není žádná koroze, což je způsobeno nedostatkem kyslíku ve štěrbině, protože v této době vzniká koncentrační buňka. Štěrbinová koroze nemá téměř nic společného s typem slitiny, a dokonce se vyskytnou slitiny velmi odolné proti korozi. Kyselé prostředí v horní části štěrbiny je hnací silou koroze, což je druh koroze pod sedimentem (měřítko). Koroze pod maltou na povrchu 6063 slitiny architektonických hliníkových profilů je velmi častá štěrbinová koroze pod vodním kamenem. Přírubové spojovací plochy, upevňovací plochy matic, překrývající se plochy, svařit póry, bahno, měřítko, nečistoty, atd. pod vrstvou rzi a na kovovém povrchu vrstvy sedimentu, to vše může způsobit štěrbinovou korozi.

5. Korozní praskání pod napětím

Korozní praskání pod napětím je korozní praskání způsobené koexistencí tahového napětí a specifických korozních médií. Napětí může být vnější nebo zbytkové napětí uvnitř kovu. To může být způsobeno deformací během zpracování a výroby, nebo drastickými změnami teploty během kalení, nebo objemovými změnami způsobenými změnami vnitřní struktury. Stres způsobený nýtováním, šroubování, lisování, a smršťování je také zbytkové napětí. Když tahové napětí na povrchu kovu dosáhne meze kluzu Rpo.2, dojde ke koroznímu praskání pod napětím. 2000 série a 7000 Tlusté desky z hliníkové slitiny řady budou produkovat zbytkové napětí během kalení, které by mělo být eliminováno předběžným natažením před ošetřením stárnutím, aby se zabránilo deformaci během zpracování částí letadla nebo dokonce vnášení do částí.

Korozní praskání pod napětím

6. Vrstvená koroze

Tato koroze se také nazývá delaminace, odlupování, a vrstvená koroze, kterou lze zjednodušeně nazvat exfoliace. Jedná se o speciální formu koroze 2000 série, 5000 série, 6000 série, a 7000 sériové slitiny. Je častější u extrudovaných materiálů. Jakmile k tomu dojde, lze ji sloupnout vrstvu po vrstvě jako slídu.

7. Nitková koroze

Jedná se o typ koroze, která se může vyvíjet červovitým způsobem pod hliníkovou barvou nebo jinými povlaky, ale tento typ koroze nebyl nalezen pod eloxovanými filmy. Obvykle se vyskytuje pod povlakem leteckých hliníkových konstrukcí a architektonických nebo konstrukčních hliníkových dílů. Nitková koroze souvisí se složením materiálu, předběžná úprava nátěru a faktory prostředí. Faktory prostředí se týkají teploty, vlhkost, chloridy, atd.

Intergranulární koroze 6000 sériové slitiny

Mezi dnes používané deformované hliníkové slitiny, nejpoužívanější jsou tepelně zpracované a zpevněné 6000 sériové slitiny, které jsou typem slitin Al-Mg-Si a Al-Mg-Si-Cu. v 2018, celkem 706 běžné a neobvyklé slitiny byly registrovány u Aluminium Association, Inc., z toho 6000 sériové slitiny byly nejpočetnější, s 126, zaúčtování 18%. Byly široce používány ve stavebnictví, konstrukční pole a dopravní zařízení, protože mají dobré tvarovací a zpracovatelské vlastnosti, střední pevnost a vynikající odolnost proti korozi. nicméně, pokud poměr složení slitiny není vhodný, nebo nejsou správně zvoleny parametry tepelného zpracování, nebo zpracování a tvarování nejsou vhodné, pak mezikrystalová koroze (IGC) se bude vyskytovat v prostředí obsahujícím chlór.

Většinou, k mezikrystalové korozi dochází u slitin obsahujících malé množství mědi a vysoký poměr Si/Mg. Obvykle, obsah mědi ve většině slitin obsahujících měď není vyšší než 0.4%. Pouze 6013, 6113, 6056, a 6156 mají obsah mědi tak vysoký jako 1.1%. Přidání mědi do slitin Al-Mg-Si má zlepšit mechanické vlastnosti slitiny. Studie zjistily, že při pozorování slitin s citlivostí na mezikrystalovou korozi pomocí skenovací transmisní elektronové mikroskopie s vysokým rozlišením, často se nacházejí segregační vrstvy bohaté na měď a katodové sraženiny Q fáze. Q fáze je kvartérní intermetalická fáze s molekulárním vzorcem Cu2Mg8 Si5Al4. Sráží se podél hranic zrn, způsobí, že sousední pevný roztok podstoupí anodické rozpouštění za vzniku zóny bez sraženiny.

Intergranulární koroze 6000 sériové slitiny

Test citlivosti na mezikrystalovou korozi

Při stanovení mezikrystalové korozní citlivosti hliníkových slitin, existují dvě běžné testovací metody: polní test a zrychlený ponorný test. Ve zrychleném testu, aby se urychlila koroze, roztok chloridu draselného obsahující kyselinu chlorovodíkovou (ISO 11846 Metoda B) nebo roztok chloridu draselného s peroxidem vodíku (ASTM G110) se často používá. Po testu, metalograficky se pozoruje průřez vzorku nebo se měří ztráta jeho mechanických vlastností. Výsledky zrychleného testu ISO11846 jsou vysoce konzistentní s výsledky polního testu v mořské atmosféře. nicméně, ve zrychleném testu, hliníkový materiál citlivý na mezikrystalovou korozi má silnou korozi (rovnoměrná mezikrystalová koroze) na téměř všech hranicích zrn blízko povrchu vzorku, zatímco povrch zkušebního vzorku v terénu koroduje pouze v omezených oblastech (lokální koroze). Navzdory tomu, zrychlený test je stále standardní metodou, která dokáže přesně určit, zda materiál vykazuje mezikrystalovou korozi.

Automobilový průmysl často používá ISO 11846 Metoda B standardní k určení, zda 6000 sériová hliníková slitina má mezikrystalovou korozi. Při zkoušení podle této normy, nejprve ponořte malý vzorek (plocha povrchu <20cm2) v kyselém roztoku chloridu sodného (pH = 1) při pokojové teplotě pro 24 hodin, a poté proveďte metalografické vyšetření k určení typu koroze, důlková nebo mezikrystalová koroze. Procento povrchu poškozeného korozí a maximální hloubka koroze je ještě třeba určit. Nedávné studie ukázaly, že některé velké změny zkušebních podmínek jsou povoleny, aniž by to mělo zásadní dopad na reprodukovatelnost výsledků zkoušek.. Zejména, norma stanoví, že poměr objemu elektrolytu k ploše povrchu vzorku nesmí být menší než 5 ml/cm2, jinak to bude mít velký vliv na rychlost mezikrystalové koroze.

Podmínkou koroze na povrchu vzorku je, že musí dojít ke katodické reakci (srážení vodíku a redukce kyslíku). Hodnota pH testovacího roztoku se zvyšuje s časem, což snižuje korozi elektrolytu.

mezi 8 série deformovaných hliníkových slitin, a 6000 sériová slitina je typ Al-Mg-Si (Cu, Zn) slitina, jedna ze slitin nejvíce náchylných k mezikrystalové korozi, to je, tato řada slitin má poměrně silnou citlivost na mezikrystalovou korozi.

Za účelem testování sklonu k mezikrystalové korozi 6000 sériové slitiny, jednou z nejúčinnějších metod je provedení alkalického leptání a následné dekontaminace po ISO 11846 standardní test, a dekontaminační ošetření používá koncentrovaný roztok kyseliny dusičné. nicméně, leptání po dobu 2min-5min v roztoku NaOH o teplotě 50℃-60℃ a koncentraci (5-10) % hmotn. ovlivní výsledky testu.

Účinnou alternativou k alkalickému leptání je použití roztoku kyseliny dusičné/kyseliny fluorovodíkové, který dokáže účinně odstranit hliník z primárních částic bohatých na železo na povrchu. Je známo, že částice hliníku mohou urychlovat korozi hliníkových slitin v chloridových roztocích, protože se jedná o lokální mikroskopické katody a tyto částice jsou také zdrojem mezikrystalové koroze. (IGC). Ve srovnání s korozí v alkalických roztocích, slitiny korodují pomaleji v roztocích kyselina dusičná/fluorid.

6000 sériová slitina je nejen nejpoužívanější, největší objem, nejrozmanitější (značka) deformovaná hliníková slitina, ale také jeden z nejcitlivějších na mezikrystalovou korozi. nicméně, pokud jde o specifikace procesu, zejména proces tepelného zpracování, jsou při výrobě přísně dodržovány, konstrukce je navržena rozumně, a produkce je skvělá, této korozi lze zcela zabránit. Citlivost na mezikrystalovou korozi 6000 Sériové slitinové struktury a díly také úzce souvisí s jejich pracovním prostředím, takže při navrhování konstrukce je třeba věnovat plnou pozornost.