Corrosão do alumínio e corrosão intergranular de 6000 ligas de série

Corrosão do alumínio e corrosão intergranular de 6000 ligas de série

A corrosão de ligas de alumínio e alumínio inclui principalmente picadas, Corrosão intergranular, estresse corrosão rachando, corrosão em camadas, etc. Embora o alumínio tenha uma resistência de corrosão relativamente alta, Não importa qual material de metal seja, Não importa o quão alto seja sua resistência à corrosão, sempre produzirá mais ou menos perda de corrosão durante o uso. A perda anual de corrosão do alumínio é sobre 0.5% da produção anual de alumínio. o 6000 A série da série tem a maior produção entre ligas de alumínio deformadas. Embora sua resistência à corrosão não seja tão boa quanto a de 1000 Series, 3000 Series, e 5000 série de ligas de alumínio, é muito maior que o de 2000 séries e 7000 série de ligas de alumínio. A tendência intergranular do 6000 A liga da série também é relativamente grande. o 6000 liga de alumínio série Os materiais utilizados em estruturas importantes devem ser avaliados quanto à sensibilidade à corrosão intergranular.

De acordo com o método de estimativa usual, As perdas econômicas diretas causadas pela corrosão na China a cada ano representam cerca de 3% do PIB (Produto nacional bruto), e o aço consumido por corrosão é responsável por cerca de 1/3 da produção anual, do qual sobre 1/10 da saída total é não reciclável. A resistência à corrosão de ligas de alumínio e alumínio é muito maior que a do aço, e a perda de corrosão é muito menor que a do aço. Em 2020, A produção primária de alumínio da China foi 37.3 milhões de toneladas. De acordo com esta estimativa, A perda de corrosão do alumínio foi sobre 186,500 Toneladas.

Classificação da corrosão de alumínio

Da morfologia da corrosão, A corrosão de alumínio pode ser dividida em corrosão abrangente e corrosão local. O primeiro também é chamado de corrosão uniforme, também conhecido como corrosão geral, que se refere à corrosão e perda uniformes da superfície do material em contato com o ambiente. A corrosão do alumínio na solução alcalina é uma corrosão uniforme típica, como lavagem de álcalis. O resultado da corrosão é que a superfície do alumínio se torna mais fina a uma aproximadamente a mesma taxa e o peso é reduzido. No entanto, Deve -se ressaltar que a corrosão uniforme absoluta não existe, e a redução da espessura varia de um lugar para outro. Corrosão localizada refere -se à corrosão confinada a uma área específica ou parte de uma estrutura, e pode ser dividido nas seguintes categorias:

1. Pitting

O pitting ocorre em uma área muito localizada ou parte de uma superfície de metal, causando cavernas ou poços que se expandem para dentro e até causam perfuração. Se o diâmetro do poço for menor que a profundidade do poço, é chamado de pitting; Se o diâmetro do poço for maior que a profundidade do poço, pode ser chamado de pitting. Na verdade, não há limite estrita entre pitting e pitting. A corrosão típica de corrosão ocorre quando o alumínio está em uma solução aquosa contendo cloreto. Entre a corrosão de alumínio, Pitting é o mais comum, que é causado pela diferença entre o potencial de uma certa área de alumínio e o potencial da matriz, ou pela presença de impurezas com diferentes potenciais do potencial da matriz de alumínio.

Pitting

2. Corrosão intergranular

Esse tipo de corrosão é uma corrosão seletiva que ocorre no limite de grãos de um metal ou liga quando os grãos ou cristais não são significativamente corroídos, que causará uma queda acentuada nas propriedades mecânicas do material, resultando em danos estruturais ou acidentes. A razão da corrosão intergranular é que os limites dos grãos são muito ativos sob certas condições, como impurezas nos limites dos grãos, ou um aumento ou diminuição em um determinado elemento de liga nos limites dos grãos, Isto é, Deve haver uma fina camada de área nos limites dos grãos que é eletronegativa para o restante do alumínio, E corroge primeiro. Esse tipo de corrosão pode ocorrer em alumínio de alta pureza em ácido clorídrico e água de alta temperatura. Você tem, TO-MG-SI, Al-Mg, e as ligas al-zn-mg são todas sensíveis à corrosão intergranular.

3. Corrosão galvânica

A corrosão galvânica também é uma forma característica de corrosão de alumínio. Quando um metal menos ativo e um metal mais ativo, como alumínio (ânodo) estão em contato no mesmo ambiente ou quando um condutor está conectado, Um casal galvânico é formado e fluxos de corrente, causando corrosão galvânica. A corrosão galvânica também é chamada de corrosão bimetálica ou corrosão de contato. O potencial natural do alumínio é muito negativo. Quando o alumínio entra em contato com outros metais, O alumínio sempre atua como um ânodo, e a corrosão é acelerada. Quase todas as ligas de alumínio e alumínio não podem evitar a corrosão galvânica. Quanto maior a diferença de potencial entre os dois metais em contato, quanto mais grave a corrosão galvânica. Deve -se notar que na corrosão galvânica, O fator de área é extremamente importante, e um cátodo grande e um ânodo pequeno são a combinação mais desfavorável.

4. Corrosão de fendas

Quando o mesmo ou metais diferentes estão em contato, ou quando os metais estão em contato com não metais, Uma fenda será formada, e a corrosão ocorrerá na fenda ou em sua vizinhança. Não há corrosão fora da fenda, que é causado pela falta de oxigênio na fenda, Porque uma célula de concentração é formada neste momento. A corrosão de fendas não tem quase nada a ver com o tipo de liga, E mesmo as ligas muito resistentes à corrosão ocorrerão. O ambiente ácido no topo da fenda é a força motriz da corrosão, que é um tipo de corrosão sob sedimento (escala). A corrosão sob a argamassa na superfície de 6063 Os perfis de alumínio arquitetônico da liga é uma corrosão de fendas muito comum em escala. Superfícies de conexão de flange, superfícies de fixação de nozes, Superfícies de sobreposição, Poros de solda, lodo, escala, impurezas, etc. Sob a camada de ferrugem e na superfície metálica da camada de sedimentos, todos podem causar corrosão de fendas.

5. Estresse corrosão rachando

A quebra de corrosão do estresse é a rachadura de corrosão causada pela coexistência de estresse de tração e mídia corrosiva específica. O estresse pode ser estresse externo ou residual dentro do metal. O último pode ser causado por deformação durante o processamento e fabricação, ou por mudanças drásticas de temperatura durante a extinção, ou mudanças de volume causadas por mudanças na estrutura interna. Estresse causado por rebitagem, aparafusando, ajuste de imprensa, e encolhimento de encolhimento também é estresse residual. Quando a tensão de tração na superfície do metal atinge a força de escoamento RPO.2, rachadura de corrosão do estresse ocorrerá. 2000 séries e 7000 Placas grossas de liga de alumínio da série produzirão estresse residual durante a extinção, que devem ser eliminados pela pré-tensão antes do envelhecimento do tratamento para evitar a deformação durante o processamento de peças de aeronaves ou até mesmo trazê-lo para as partes.

Estresse corrosão rachando

6. Corrosão em camadas

Essa corrosão também é chamada de delaminação, descamação, e corrosão em camadas, que pode ser simplesmente chamado de esfoliação. É uma forma especial de corrosão de 2000 Series, 5000 Series, 6000 Series, e 7000 ligas de série. É mais comum em materiais extrudados. Uma vez que ocorre, Pode ser retirado da camada por camada como mica.

7. Corrosão filiforme

Este é um tipo de corrosão que pode se desenvolver de maneira semelhante a um verme sob tinta de alumínio ou outros revestimentos, Mas esse tipo de corrosão não foi encontrado em filmes anodizados. Geralmente ocorre sob o revestimento de estruturas de alumínio da aeronave e peças de alumínio arquitetônico ou estrutural. A corrosão filiforme está relacionada à composição do material, pré-revestimento pré-revestimento e fatores ambientais. Fatores ambientais se referem à temperatura, umidade, cloretos, etc.

Corrosão intergranular de 6000 ligas de série

Entre as ligas de alumínio deformadas usadas hoje, os mais amplamente utilizados são tratados termicamente e fortalecidos 6000 ligas de série, que são um tipo de ligas Al-Mg-Si e Al-Mg-Si-Cu. Em 2018, um total de 706 ligas comuns e incomuns foram registradas na associação de alumínio, Inc., do qual 6000 As ligas da série foram as mais numerosas, com 126, Contabilidade para 18%. Eles têm sido amplamente utilizados na indústria da construção, Campos estruturais e equipamentos de transporte porque têm boas propriedades de formação e processamento, força moderada e excelente resistência à corrosão. No entanto, Se a taxa de composição de liga não for apropriada, ou os parâmetros de tratamento térmico não são selecionados adequadamente, ou o processamento e a formação não são apropriados, Em seguida, corrosão intergranular (IGC) ocorrerá em um ambiente contendo cloro.

Na maioria dos casos, A corrosão intergranular ocorre em ligas contendo uma pequena quantidade de cobre e uma alta proporção Si/mg. Normalmente, O conteúdo de cobre da maioria das ligas contendo cobre não é mais do que 0.4%. Apenas 6013, 6113, 6056, e 6156 ter um conteúdo de cobre tão alto quanto 1.1%. Adicionar cobre às ligas al-MG-Si é melhorar as propriedades mecânicas da liga. Estudos descobriram que, ao observar ligas com sensibilidade à corrosão intergranular com microscopia eletrônica de transmissão de varredura de alta resolução, Camadas de segregação ricas em cobre e precipitados de fase Q catódica são frequentemente encontrados. A fase Q é uma fase intermetálica quaternária com uma fórmula molecular de Cu2mg8 si5al4. Precipita ao longo dos limites dos grãos, causando a solução sólida adjacente para passar por dissolução anódica para formar uma zona livre de precipitados.

Corrosão intergranular de 6000 ligas de série

Teste de sensibilidade à corrosão intergranular

Ao determinar a sensibilidade à corrosão intergranular de ligas de alumínio, Existem dois métodos de teste comuns: teste de campo e teste de imersão acelerado. No teste acelerado, Para acelerar a corrosão, solução de cloreto de potássio contendo ácido clorídrico (.ISO 11846 Método b) ou solução de cloreto de potássio com peróxido de hidrogênio (ASTM G110) é frequentemente usado. Após o teste, A seção transversal da amostra é metalograficamente observada ou sua perda de propriedade mecânica é medida. Os resultados do teste acelerado ISO11846 são altamente consistentes com os resultados do teste de campo da atmosfera marinha. No entanto, No teste acelerado, O material de alumínio sensível à corrosão intergranular tem corrosão grave (Corrosão intergranular uniforme) em quase todos os limites de grão perto da superfície da amostra, Enquanto a superfície da amostra de teste de campo só corroa em áreas limitadas (Corrosão local). Apesar disso, O teste acelerado ainda é um método padrão que pode determinar com precisão se o material tem corrosão intergranular.

A indústria automotiva costuma usar o ISO 11846 Método B padrão para determinar se o 6000 A liga de alumínio da série tem corrosão intergranular. Ao testar de acordo com este padrão, primeiro mergulhe uma pequena amostra (Área de superfície <20cm2) em uma solução ácida de cloreto de sódio (pH = 1) à temperatura ambiente para 24 Horas, e depois realizar um exame metalográfico para determinar o tipo de corrosão, corrosão ou corrosão intergranular. A porcentagem da superfície danificada pela corrosão e a profundidade máxima de corrosão ainda estão para ser determinadas. Estudos recentes mostraram que algumas grandes mudanças nas condições de teste são permitidas sem ter um grande impacto na reprodutibilidade dos resultados do teste. Em particular, O padrão estipula que a proporção do volume de eletrólitos para a área da superfície da amostra não deve ser inferior a 5 ml/cm2, Caso contrário, terá um grande impacto na taxa de corrosão intergranular.

A condição de corrosão na superfície da amostra é que deve haver uma reação catódica (precipitação de hidrogênio e redução de oxigênio). O valor de pH da solução de teste aumenta com o tempo, o que reduz a corrosão eletrolítica.

Entre os 8 série de ligas de alumínio deformadas, a 6000 Série Alloy é um tipo de al-MG-Si (Com, Zn) liga, Uma das ligas mais suscetíveis à corrosão intergranular, Isto é, Esta série de ligas tem uma sensibilidade bastante forte à corrosão intergranular.

Para testar a tendência de corrosão intergranular de 6000 ligas de série, Um dos métodos mais eficazes é realizar a gravação alcalina e depois a descontaminação após o ISO 11846 teste padrão, e o tratamento de descontaminação usa solução de ácido nítrico concentrado. No entanto, gravação por 2min-5min em uma solução de NaOH com uma temperatura de 50 ℃ -60 ℃ e uma concentração de (5-10) WT% afetará os resultados do teste.

Uma alternativa eficaz à gravação alcalina é usar o ácido nítrico/solução de ácido hidrofluórico, que podem remover efetivamente o alumínio de partículas primárias ricas em ferro na superfície. Sabe -se que as partículas de alumínio podem acelerar a corrosão de ligas de alumínio nas soluções de cloreto porque são catodos microscópicos locais e essas partículas também são a fonte de corrosão intergranular (IGC). Comparado com a corrosão em soluções alcalinas, ligas corroem mais lentamente em soluções de ácido nítrico/fluoreto.

6000 A liga da série não é apenas a mais amplamente usada, maior volume, mais diversificado (marca) liga de alumínio deformada, mas também um dos mais sensíveis à corrosão intergranular. No entanto, Enquanto as especificações do processo, especialmente o processo de tratamento térmico, são seguidos estritamente na produção, a estrutura é razoavelmente projetada, E a produção é excelente, Esta corrosão pode ser completamente evitada. A sensibilidade à corrosão intergranular de 6000 As estruturas e peças da série em série também estão intimamente relacionadas ao seu ambiente de trabalho, Portanto, a atenção total deve ser dada ao projetar a estrutura.