Corrosión de aluminio y corrosión intergranular de 6000 aleaciones en serie

Corrosión de aluminio y corrosión intergranular de 6000 aleaciones en serie

La corrosión de las aleaciones de aluminio y aluminio incluye principalmente picaduras, corrosión intergranular, agrietamiento de la corrosión del estrés, corrosión en capas, etc.. Aunque el aluminio tiene una resistencia a la corrosión relativamente alta, No importa qué material de metal sea, no importa cuán alta sea su resistencia a la corrosión, siempre producirá más o menos pérdida de corrosión durante el uso. La pérdida anual de corrosión de aluminio se trata 0.5% de la producción anual de aluminio. los 6000 La aleación en serie tiene la mayor producción entre las aleaciones de aluminio deformadas. Aunque su resistencia a la corrosión no es tan buena como la de 1000 serie, 3000 serie, y 5000 aleaciones de aluminio en serie, es mucho mayor que el de 2000 serie y 7000 aleaciones de aluminio en serie. La tendencia intergranular del 6000 La aleación de la serie también es relativamente grande. los 6000 Serie de aleación de aluminio Los materiales utilizados en estructuras importantes deben evaluarse para la sensibilidad a la corrosión intergranular.

De acuerdo con el método de estimación habitual, Las pérdidas económicas directas causadas por la corrosión en China cada año representan sobre 3% del PIB (producto nacional bruto), y el acero consumido por la corrosión representa sobre 1/3 de la producción anual, de los cuales 1/10 de la salida total no es reciclable. La resistencia a la corrosión de las aleaciones de aluminio y aluminio es mucho mayor que la del acero, y la pérdida de corrosión es mucho más pequeña que la del acero. En 2020, La producción principal de aluminio de China fue 37.3 millones de toneladas. Según esta estimación, La pérdida de corrosión de aluminio fue sobre 186,500 Toneladas.

Clasificación de la corrosión de aluminio

De la morfología de la corrosión, La corrosión de aluminio se puede dividir en corrosión integral y corrosión local. El primero también se llama corrosión uniforme, También conocido como corrosión general, que se refiere a la corrosión uniforme y la pérdida de la superficie del material en contacto con el medio ambiente. La corrosión del aluminio en la solución alcalina es una corrosión uniforme típica, como el lavado alcalino. El resultado de la corrosión es que la superficie de aluminio se vuelve más delgada a una velocidad de aproximadamente la misma velocidad y se reduce el peso. Sin embargo, debe señalarse que no existe la corrosión uniforme absoluta, y la reducción del grosor varía de un lugar a otro. La corrosión localizada se refiere a la corrosión que se limita a un área específica o parte de una estructura, y se puede dividir en las siguientes categorías:

1. Boquiabierto

Las picaduras ocurre en un área muy localizada o parte de una superficie de metal, causando cuevas o pozos que se expanden hacia adentro e incluso causan perforación. Si el diámetro del pozo es más pequeño que la profundidad del pozo, se llama picadura; Si el diámetro del pozo es más grande que la profundidad del pozo, se puede llamar picaduras. En realidad, No hay un límite estricto entre las picaduras y las picaduras.. La corrosión típica de las picaduras ocurre cuando el aluminio está en una solución acuosa que contiene cloruro. Entre la corrosión de aluminio, Piete es el más común, que es causada por la diferencia entre el potencial de una cierta área de aluminio y el potencial de la matriz, o por la presencia de impurezas con diferentes potenciales del potencial de la matriz de aluminio.

Boquiabierto

2. Corrosión intergranular

Este tipo de corrosión es una corrosión selectiva que ocurre en el límite de grano de un metal o aleación cuando los granos o cristales en sí no están significativamente corroídos, que causará una caída aguda en las propiedades mecánicas del material, resultar en daños estructurales o accidentes. La razón de la corrosión intergranular es que los límites de grano son muy activos bajo ciertas condiciones, tales como impurezas en los límites de grano, o un aumento o disminución en un cierto elemento de aleación en los límites de grano, Es decir, Debe haber una capa delgada de área en los límites de grano que es electronegativo para el resto del aluminio., y se corroe primero. Este tipo de corrosión puede ocurrir en aluminio de alta pureza en ácido clorhídrico y agua de alta temperatura. Tienes, To-mg-si, Al-Mg, y las aleaciones al-zn-mg son sensibles a la corrosión intergranular.

3. Corrosión galvánica

La corrosión galvánica también es una forma de corrosión característica de aluminio. Cuando un metal menos activo y un metal más activo como el aluminio (ánodo) están en contacto en el mismo entorno o cuando un conductor está conectado, Se forma una pareja galvánica y los flujos de corriente, causando corrosión galvánica. La corrosión galvánica también se llama corrosión bimetálica o corrosión de contacto. El potencial natural del aluminio es muy negativo. Cuando el aluminio contacta a otros metales, El aluminio siempre actúa como un ánodo, y la corrosión se acelera. Casi todas las aleaciones de aluminio y aluminio no pueden evitar la corrosión galvánica. Cuanto mayor sea la diferencia de potencial entre los dos metales en contacto, cuanto más grave es la corrosión galvánica. Cabe señalar que en la corrosión galvánica, El factor de área es extremadamente importante, y un cátodo grande y un ánodo pequeño son la combinación más desfavorable.

4. Corrosión de grietas

Cuando los mismos o diferentes metales están en contacto, o cuando los metales están en contacto con no metales, Se formará una grieta, y la corrosión ocurrirá en la grieta o su vecindad. No hay corrosión fuera de la grieta, que es causado por la falta de oxígeno en la grieta, Porque se forma una célula de concentración en este momento. La corrosión de la grieta no tiene casi nada que ver con el tipo de aleación, e incluso se producirán aleaciones muy resistentes a la corrosión. El ambiente ácido en la parte superior de la grieta es la fuerza impulsora de la corrosión, que es un tipo de corrosión bajo sedimento (escala). La corrosión debajo del mortero en la superficie de 6063 Los perfiles de aluminio arquitectónicos de aleación son una corrosión de grietas muy común bajo escala. Superficies de conexión de brida, superficies de fijación de nueces, superficies superpuestas, poros de soldadura, limo, escala, impurezas, etc.. Debajo de la capa de óxido y en la superficie metálica de la capa de sedimento puede causar corrosión de grietas.

5. Agrietamiento de la corrosión del estrés

El agrietamiento por corrosión del estrés es el agrietamiento de la corrosión causado por la coexistencia del estrés por tracción y los medios corrosivos específicos. El estrés puede ser estrés externo o residual dentro del metal. Este último puede ser causado por la deformación durante el procesamiento y la fabricación, o por cambios drásticos de temperatura durante el enfriamiento, o por el volumen de cambios causados por los cambios en la estructura interna. Estrés causado por remachado, atornillado, ajustado, y el ajuste de contracción también es estrés residual. Cuando la tensión de tracción en la superficie del metal alcanza la resistencia al rendimiento RPO.2, Se producirá grietas en la corrosión del estrés. 2000 serie y 7000 Las placas gruesas de aleación de aluminio en serie producirán estrés residual durante el enfriamiento, que debe eliminarse preestableciendo antes del tratamiento con envejecimiento para evitar la deformación durante el procesamiento de piezas de la aeronave o incluso llevarlo a las piezas.

Agrietamiento de la corrosión del estrés

6. Corrosión en capas

Esta corrosión también se llama delaminación, peladura, y corrosión en capas, que se puede llamar simplemente exfoliación. Es una forma de corrosión especial de 2000 serie, 5000 serie, 6000 serie, y 7000 aleaciones en serie. Es más común en materiales extruidos. Una vez que ocurre, Se puede despegar la capa por capa como mica.

7. Corrosión filiforme

Este es un tipo de corrosión que se puede desarrollar de manera similar a un gusano bajo pintura de aluminio u otros recubrimientos., Pero este tipo de corrosión no se ha encontrado bajo películas anodizadas. Generalmente ocurre bajo el recubrimiento de estructuras de aluminio de aeronaves y piezas de aluminio arquitectónicas o estructurales. La corrosión filiforme está relacionada con la composición del material, Pretratamiento previo al recubrimiento y factores ambientales. Los factores ambientales se refieren a la temperatura, humedad, cloruros, etc..

Corrosión intergranular de 6000 aleaciones en serie

Entre las aleaciones de aluminio deformadas utilizadas hoy, los más utilizados son tratados con calor y fortalecido. 6000 aleaciones en serie, que son un tipo de aleaciones al-mg-si y al-mg-si-cu. En 2018, un total de 706 Las aleaciones comunes y poco comunes se registraron en la asociación de aluminio, Cª, de los cuales 6000 Las aleaciones de la serie fueron las más numerosas, con 126, contabilizar 18%. Han sido ampliamente utilizados en la industria de la construcción, Campos estructurales y equipos de transporte porque tienen buenas propiedades de formación y procesamiento, resistencia moderada y excelente resistencia a la corrosión. Sin embargo, Si la relación de composición de aleación no es apropiada, o los parámetros de tratamiento térmico no se seleccionan correctamente, o el procesamiento y la formación no son apropiados, luego corrosión intergranular (IGC) ocurrirá en un entorno que contiene cloro.

En la mayoría de los casos, La corrosión intergranular ocurre en aleaciones que contienen una pequeña cantidad de cobre y una alta relación SI/mg. Usualmente, El contenido de cobre de la mayoría de las aleaciones que contienen cobre no es más que 0.4%. Solo 6013, 6113, 6056, y 6156 tener un contenido de cobre tan alto como 1.1%. Agregar cobre a las aleaciones al-mg-si es mejorar las propiedades mecánicas de la aleación. Los estudios han encontrado que al observar aleaciones con sensibilidad a la corrosión intergranular con microscopía electrónica de transmisión de barrido de alta resolución, A menudo se encuentran capas de segregación rica en cobre y precipitados de la fase C catódica. La fase Q es una fase intermetálica cuaternaria con una fórmula molecular de Cu2mg8 Si5Al4. Precipita a lo largo de los límites de grano, haciendo que la solución sólida adyacente se someta a la disolución anódica para formar una zona libre de precipitados.

Corrosión intergranular de 6000 aleaciones en serie

Prueba de sensibilidad a la corrosión intergranular

Al determinar la sensibilidad a la corrosión intergranular de las aleaciones de aluminio, Hay dos métodos de prueba comunes: Prueba de campo y prueba de inmersión acelerada. En la prueba acelerada, Para acelerar la corrosión, Solución de cloruro de potasio que contiene ácido clorhídrico (YO ASI 11846 Método B) o solución de cloruro de potasio con peróxido de hidrógeno (ASTM G110) se usa a menudo. Después de la prueba, La sección transversal de la muestra se observa metalográficamente o se mide su pérdida de propiedad mecánica. Los resultados de la prueba acelerada ISO11846 son muy consistentes con los resultados de la prueba de campo de la atmósfera marina. Sin embargo, en la prueba acelerada, El material de aluminio sensible a la corrosión intergranular tiene una corrosión severa (corrosión intergranular uniforme) en casi todos los límites de grano cerca de la superficie de la muestra, mientras que la superficie de la muestra de prueba de campo solo se corroe en áreas limitadas (corrosión local). A pesar de esto, La prueba acelerada sigue siendo un método estándar que puede determinar con precisión si el material tiene corrosión intergranular.

La industria automotriz a menudo usa el ISO 11846 Método B Estándar para determinar si el 6000 La aleación de aluminio en serie tiene corrosión intergranular. Al probar de acuerdo con este estándar, Primero sumergir una pequeña muestra (área de superficie <20CM2) En una solución de cloruro de sodio ácido (ph = 1) a temperatura ambiente para 24 horas, y luego realice un examen metalográfico para determinar el tipo de corrosión, Picadas o corrosión intergranular. El porcentaje de la superficie dañado por la corrosión y la profundidad de corrosión máxima aún no se han determinado. Estudios recientes han demostrado que se permiten algunos cambios importantes en las condiciones de prueba sin tener un gran impacto en la reproducibilidad de los resultados de la prueba. En particular, El estándar estipula que la relación del volumen de electrolitos al área de superficie de la muestra no debe ser inferior a 5 ml/cm2, de lo contrario, tendrá un gran impacto en la tasa de corrosión intergranular.

La condición de corrosión en la superficie de la muestra es que debe haber una reacción catódica (precipitación de hidrógeno y reducción de oxígeno). El valor de pH de la solución de prueba aumenta con el tiempo, que reduce la corrosión de electrolitos.

Entre los 8 serie de aleaciones de aluminio deformadas, la 6000 La aleación de la serie es un tipo de al-mg-si (cobre, zinc) aleación, Una de las aleaciones más susceptibles a la corrosión intergranular, Es decir, Esta serie de aleaciones tiene una sensibilidad bastante fuerte a la corrosión intergranular.

Para probar la tendencia de corrosión intergranular de 6000 aleaciones en serie, Uno de los métodos más efectivos es realizar un grabado alcalino y luego la descontaminación después del ISO 11846 prueba estándar, y el tratamiento con descontaminación utiliza una solución concentrada de ácido nítrico. Sin embargo, grabado durante 2 minutos-5min en una solución de NaOH con una temperatura de 50 ℃ -60 ℃ y una concentración de (5-10) WT% afectará los resultados de la prueba.

Una alternativa efectiva al grabado alcalino es usar solución de ácido nítrico/ácido hidrofluorico, que puede eliminar efectivamente el aluminio de las partículas primarias ricas en hierro en la superficie. Se sabe que las partículas de aluminio pueden acelerar la corrosión de las aleaciones de aluminio en las soluciones de cloruro porque son cátodos microscópicos locales y estas partículas también son la fuente de corrosión intergranular (IGC). En comparación con la corrosión en soluciones alcalinas, Las aleaciones se corroen más lentamente en las soluciones de ácido nítrico/fluoruro.

6000 La aleación de la serie no es solo la más utilizada, mayor volumen, el más diverso (marca) aleación de aluminio deformado, pero también uno de los más sensibles a la corrosión intergranular. Sin embargo, Mientras las especificaciones del proceso, especialmente el proceso de tratamiento térmico, son seguidos estrictamente en producción, la estructura está razonablemente diseñada, y la producción es excelente, Esta corrosión se puede evitar por completo. La sensibilidad a la corrosión intergranular de 6000 Estructuras y piezas de aleación en serie también están estrechamente relacionadas con su entorno de trabajo, así que se debe prestar toda atención al diseñar la estructura.