Korozja aluminium i korozja międzykręgowa 6000 Stopy serii

Korozja aluminium i korozja międzykręgowa 6000 Stopy serii

Korozja stopów aluminiowych i aluminiowych obejmuje głównie wżer, Korozja międzygranowa, pękanie korozji stresu, Korozja warstwowa, itp. Chociaż aluminium ma stosunkowo wysoką odporność na korozję, Bez względu na to, jaki to jest metalowy materiał, bez względu na to, jak wysoki jest jego odporność na korozję, Zawsze będzie powodować mniej lub bardziej utratę korozji podczas użytkowania. Roczna strata korozyjna aluminium wynosi ok 0.5% rocznej produkcji aluminium. The 6000 stop szeregowy ma największą wydajność wśród odkształconych stopów aluminium. Chociaż jego odporność na korozję nie jest tak dobra jak 1000 seria, 3000 seria, i 5000 serie stopów aluminium, jest znacznie większa niż np 2000 serii i 7000 serie stopów aluminium. Tendencja międzykrystaliczna 6000 Stop szeregowy jest również stosunkowo duży. The 6000 seria ze stopu aluminium materiały stosowane w ważnych konstrukcjach należy ocenić pod kątem wrażliwości na korozję międzykrystaliczną.

Według zwykłej metody szacowania, bezpośrednie straty ekonomiczne spowodowane korozją w Chinach stanowią każdego roku ok 3% PKB (produkt narodowy brutto), a stal zużyta w wyniku korozji stanowi ok 1/3 rocznej produkcji, z czego około 1/10 całkowitej produkcji nie nadaje się do recyklingu. Odporność na korozję aluminium i stopów aluminium jest znacznie wyższa niż stali, a utrata korozji jest znacznie mniejsza niż w przypadku stali. W 2020, Pierwotna produkcja aluminium w Chinach wynosiła 37.3 milionów ton. Według tego szacunku, utrata korozji aluminium wynosiła ok 186,500 mnóstwo.

Klasyfikacja korozji aluminium

Z morfologii korozji, korozję aluminium można podzielić na korozję kompleksową i korozję lokalną. Ta pierwsza nazywana jest również korozją równomierną, nazywana również korozją ogólną, co odnosi się do równomiernej korozji i utraty powierzchni materiału w kontakcie z otoczeniem. Korozja aluminium w roztworze zasadowym jest typową korozją równomierną, takie jak mycie alkaliami. Wynik korozji polega na tym, że powierzchnia aluminium staje się cieńsza z w przybliżeniu taką samą szybkością, a waga jest zmniejszona. Jednakże, Należy zauważyć, że absolutna jednolita korozja nie istnieje, a redukcja grubości różni się w zależności od miejsca. Zlokalizowana korozja odnosi się do korozji ograniczonej do określonego obszaru lub części struktury, i można je podzielić na następujące kategorie:

1. Wżery

Wżery występuje w bardzo zlokalizowanym obszarze lub części metalowej powierzchni, powodując jaskinie lub doły, które rozwijają się do wewnątrz, a nawet powodują perforację. Jeśli średnica dołu jest mniejsza niż głębokość dołu, nazywa się to wżery; Jeśli średnica dołu jest większa niż głębokość dołu, Można to nazwać wżerem. W zasadzie, nie ma ścisłej granicy między wżerem a wżerem. Typowa korozja wżerowa występuje, gdy aluminium znajduje się w roztworze wodnym zawierającym chlorki. Wśród korozji aluminium, najczęstsze są wżery, co jest spowodowane różnicą pomiędzy potencjałem pewnego obszaru aluminium a potencjałem matrycy, lub przez obecność zanieczyszczeń o potencjale innym niż potencjał matrycy aluminiowej.

Wżery

2. Korozja międzykrystaliczna

Ten rodzaj korozji jest korozją selektywną, która występuje na granicy ziaren metalu lub stopu, gdy same ziarna lub kryształy nie są w znacznym stopniu skorodowane, co spowoduje gwałtowny spadek właściwości mechanicznych materiału, powodując uszkodzenia konstrukcji lub wypadki. Przyczyną korozji międzykrystalicznej jest to, że granice ziaren są bardzo aktywne w pewnych warunkach, takie jak zanieczyszczenia na granicach ziaren, lub wzrost lub spadek zawartości określonego pierwiastka stopowego na granicach ziaren, Czyli, na granicach ziaren musi znajdować się cienka warstwa obszaru, która jest elektroujemna w stosunku do reszty aluminium, i najpierw koroduje. Ten rodzaj korozji może wystąpić w aluminium o wysokiej czystości w kwasie solnym i wodzie o wysokiej temperaturze. Z AI, To-mg-si, Al-Mg, i stopy Al-Zn-Mg są wrażliwe na korozję międzykrystaliczną.

3. Korozja galwaniczna

Korozja galwaniczna jest również charakterystyczną formą korozji aluminium. W przypadku mniej aktywnego metalu i bardziej aktywnego metalu, takiego jak aluminium (anoda) stykają się w tym samym środowisku lub po podłączeniu przewodu, powstaje para galwaniczna i płynie prąd, powodując korozję galwaniczną. Korozja galwaniczna nazywana jest również korozją bimetaliczną lub korozją kontaktową. Naturalny potencjał aluminium jest bardzo negatywny. Kiedy aluminium styka się z innymi metalami, aluminium zawsze pełni rolę anody, i korozja ulega przyspieszeniu. Prawie wszystkie aluminium i stopy aluminium nie mogą uniknąć korozji galwanicznej. Im większa jest różnica potencjałów między dwoma stykającymi się metalami, tym poważniejsza jest korozja galwaniczna. Należy zauważyć, że w korozji galwanicznej, współczynnik powierzchni jest niezwykle ważny, a duża katoda i mała anoda to najbardziej niekorzystna kombinacja.

4. Korozja szczelinowa

Kiedy stykają się te same lub różne metale, lub gdy metale stykają się z niemetalami, utworzy się szczelina, a korozja pojawi się w szczelinie lub w jej pobliżu. Na zewnątrz szczeliny nie ma korozji, co jest spowodowane brakiem tlenu w szczelinie, ponieważ w tym czasie tworzy się komórka koncentracyjna. Korozja szczelinowa nie ma prawie nic wspólnego z rodzajem stopu, a nawet stopy bardzo odporne na korozję. Siłą napędową korozji jest kwasowe środowisko w górnej części szczeliny, który jest rodzajem korozji pod osadem (skala). Korozja pod zaprawą na powierzchni 6063 architektoniczne profile aluminiowe ze stopów są bardzo powszechną korozją szczelinową pod wpływem kamienia. Powierzchnie połączeń kołnierzowych, powierzchnie mocowania nakrętek, powierzchnie nakładające się, pory spawalnicze, muł, skala, zanieczyszczenia, itp. pod warstwą rdzy i na metalowej powierzchni warstwy osadu mogą powodować korozję szczelinową.

5. Pękanie korozyjne naprężeniowe

Pękanie korozyjne naprężeniowe to pękanie korozyjne spowodowane współistnieniem naprężeń rozciągających i specyficznych mediów korozyjnych. Naprężenie może być naprężeniem zewnętrznym lub szczątkowym wewnątrz metalu. To ostatnie może być spowodowane deformacją podczas przetwarzania i produkcji, lub przez drastyczne zmiany temperatury podczas hartowania, lub zmianami objętości spowodowanymi zmianami w strukturze wewnętrznej. Naprężenia spowodowane nitowaniem, sworzniowy, wciskanie, a dopasowanie skurczowe jest również naprężeniem szczątkowym. Kiedy naprężenie rozciągające na powierzchni metalu osiąga granicę plastyczności Rpo.2, nastąpi pękanie korozyjne naprężeniowe. 2000 serii i 7000 Grube płyty ze stopu aluminium serii będą wytwarzać naprężenia szczątkowe podczas hartowania, które należy wyeliminować poprzez wstępne rozciąganie przed starzeniem, aby uniknąć deformacji podczas obróbki części samolotów lub nawet wprowadzenia ich do części.

Pękanie korozyjne naprężeniowe

6. Korozja warstwowa

Korozja ta nazywana jest również rozwarstwianiem, peeling, i korozja warstwowa, co można nazwać po prostu peelingiem. Jest to specjalna forma korozji 2000 seria, 5000 seria, 6000 seria, i 7000 Stopy serii. Częściej występuje w materiałach wytłaczanych. Gdy to nastąpi, można go zdzierać warstwa po warstwie, jak mikę.

7. Korozja nitkowata

Jest to rodzaj korozji, która może rozwijać się robakowo pod farbą aluminiową lub innymi powłokami, ale tego typu korozji nie stwierdzono pod foliami anodowanymi. Zwykle występuje pod powłoką aluminiowych konstrukcji samolotów oraz architektonicznych lub konstrukcyjnych części aluminiowych. Korozja nitkowa jest związana ze składem materiału, obróbka wstępna i czynniki środowiskowe. Czynniki środowiskowe odnoszą się do temperatury, wilgotność, chlorki, itp.

Korozja międzygranowa 6000 Stopy serii

Wśród stosowanych obecnie odkształconych stopów aluminium, najczęściej stosowane są poddane obróbce cieplnej i wzmocnione 6000 Stopy serii, które są rodzajem stopów Al-Mg-Si i Al-Mg-Si-Cu. W 2018, w sumie 706 stopy powszechne i rzadkie zostały zarejestrowane w Stowarzyszeniu Aluminium, Inc., z czego 6000 najliczniej występowały stopy szeregowe, z 126, rozliczanie 18%. Znalazły szerokie zastosowanie w budownictwie, pola konstrukcyjne i sprzęt transportowy, ponieważ mają dobre właściwości formowania i przetwarzania, umiarkowana wytrzymałość i doskonała odporność na korozję. Jednakże, jeśli stosunek składu stopu nie jest odpowiedni, lub parametry obróbki cieplnej nie są odpowiednio dobrane, lub przetwarzanie i formowanie nie są właściwe, następnie korozja międzykrystaliczna (IGC) wystąpi w środowisku zawierającym chlor.

W większości przypadków, korozja międzykrystaliczna występuje w stopach zawierających niewielką ilość miedzi i wysoki stosunek Si/Mg. Zazwyczaj, zawartość miedzi w większości stopów zawierających miedź wynosi nie więcej niż 0.4%. Tylko 6013, 6113, 6056, i 6156 mają zawartość miedzi tak wysoką jak 1.1%. Dodatek miedzi do stopów Al-Mg-Si ma na celu poprawę właściwości mechanicznych stopu. Badania wykazały, że podczas obserwacji stopów o wrażliwości na korozję międzykrystaliczną za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej o wysokiej rozdzielczości, Często spotyka się warstwy segregacyjne bogate w miedź i wydzielenia katodowej fazy Q. Faza Q jest czwartorzędową fazą międzymetaliczną o wzorze cząsteczkowym Cu2Mg8 Si5Al4. Wytrąca się wzdłuż granic ziaren, powodując, że sąsiedni roztwór stały ulega anodowemu rozpuszczeniu, tworząc strefę wolną od osadu.

Korozja międzygranowa 6000 Stopy serii

Badanie wrażliwości na korozję międzykrystaliczną

Przy określaniu wrażliwości na korozję międzykrystaliczną stopów aluminium, istnieją dwie popularne metody testowania: test terenowy i przyspieszony test zanurzeniowy. W przyspieszonym teście, w celu przyspieszenia korozji, roztwór chlorku potasu zawierający kwas solny (.ISO 11846 Metoda B) lub roztwór chlorku potasu z nadtlenkiem wodoru (ASTM G110) jest często używany. Po teście, przekrój próbki obserwuje się metalograficznie lub mierzy się utratę jej właściwości mechanicznych. Wyniki przyspieszonego testu ISO11846 są w dużym stopniu zgodne z wynikami testu terenowego atmosfery morskiej. Jednakże, w przyspieszonym teście, międzykrystaliczny, wrażliwy na korozję materiał aluminiowy wykazuje silną korozję (równomierna korozja międzykrystaliczna) na prawie wszystkich granicach ziaren w pobliżu powierzchni próbki, podczas gdy powierzchnia próbki do badań terenowych koroduje tylko w ograniczonych obszarach (miejscowa korozja). Pomimo tego, przyspieszony test jest nadal standardową metodą, która pozwala dokładnie określić, czy materiał wykazuje korozję międzykrystaliczną.

Przemysł motoryzacyjny często wykorzystuje ISO 11846 Metoda B w celu ustalenia, czy 6000 szeregowy stop aluminium ma korozję międzykrystaliczną. Podczas testowania zgodnie z tym standardem, Najpierw zanurz małą próbkę (powierzchnia <20CM2) W kwaśnym roztworze chlorku sodu (ph = 1) w temperaturze pokojowej dla 24 Godzin, a następnie wykonaj badanie metalograficzne, aby określić rodzaj korozji, Korozja wżerowa lub międzygranowa. Procent powierzchni uszkodzony przez korozję i maksymalną głębokość korozji jest jeszcze określona. Ostatnie badania wykazały, że pewne poważne zmiany warunków testowych są dozwolone bez znaczącego wpływu na odtwarzalność wyników testu. W szczególności, Standard stanowi, że stosunek objętości elektrolitu do powierzchni próbki nie może być mniejszy niż 5 ml/cm2, W przeciwnym razie będzie to miało duży wpływ na współczynnik korozji międzykranowej.

Warunkiem wystąpienia korozji na powierzchni próbki jest zajście reakcji katodowej (wytrącanie wodoru i redukcja tlenu). Wartość pH roztworu testowego wzrasta z czasem, co zmniejsza korozję elektrolitu.

Wśród 8 seria odkształconych stopów aluminium, the 6000 Stop szeregowy jest rodzajem Al-Mg-Si (Cu, zn) stop, jeden ze stopów najbardziej podatnych na korozję międzykrystaliczną, Czyli, ta seria stopów ma dość dużą wrażliwość na korozję międzykrystaliczną.

W celu zbadania tendencji do korozji międzykrystalicznej 6000 Stopy serii, jedną z najskuteczniejszych metod jest wykonanie trawienia alkalicznego, a następnie dekontaminacja po ISO 11846 standardowy test, a w procesie odkażania wykorzystuje się stężony roztwór kwasu azotowego. Jednakże, trawienie przez 2min-5min w roztworze NaOH o temperaturze 50℃-60℃ i stężeniu (5-10) wt% będzie miało wpływ na wyniki testu.

Skuteczną alternatywą dla trawienia alkalicznego jest użycie roztworu kwasu azotowego/kwasu fluorowodorowego, który może skutecznie usunąć aluminium z cząstek pierwotnych bogatych w żelazo na powierzchni. Wiadomo, że cząstki aluminium mogą przyspieszać korozję stopów aluminium w roztworach chlorków, ponieważ są lokalnymi mikroskopijnymi katodami i cząstki te są również źródłem korozji międzykrystalicznej (IGC). W porównaniu z korozją w roztworach alkalicznych, stopy korodują wolniej w roztworach kwasu azotowego/fluorku.

6000 Stop szeregowy jest nie tylko najczęściej stosowany, największa objętość, najbardziej różnorodne (marka) zdeformowany stop aluminium, ale także jeden z najbardziej wrażliwych na korozję międzykrystaliczną. Jednakże, o ile specyfikacje procesu, zwłaszcza proces obróbki cieplnej, są ściśle przestrzegane podczas produkcji, konstrukcja jest rozsądnie zaprojektowana, a produkcja jest doskonała, korozji tej można całkowicie uniknąć. Wrażliwość na korozję międzykrystaliczną 6000 konstrukcje i części ze stopów serii są również ściśle powiązane z ich środowiskiem pracy, dlatego przy projektowaniu konstrukcji należy poświęcić całą uwagę.