Korózia hliníka a medzikryštalická korózia 6000 zliatiny série

Korózia hliníka a medzikryštalická korózia 6000 zliatiny série

Korózia hliníka a hliníkových zliatin zahŕňa najmä jamkovú koróziu, medzikryštalická korózia, stresové korózne praskanie, vrstvená korózia, tam. Hoci hliník má relatívne vysokú odolnosť proti korózii, bez ohľadu na to, aký je kovový materiál, bez ohľadu na to, aká vysoká je jeho odolnosť proti korózii, počas používania vždy spôsobí väčšiu alebo menšiu stratu korózie. Ročná korózna strata hliníka je cca 0.5% ročnej produkcie hliníka. Ten 6000 sériová zliatina má najväčší výkon spomedzi deformovaných hliníkových zliatin. Hoci jeho odolnosť proti korózii nie je taká dobrá ako u 1000 séria, 3000 séria, a 5000 hliníkové zliatiny, je oveľa väčšia ako tá 2000 séria a 7000 hliníkové zliatiny. Intergranulárna tendencia 6000 sériová zliatina je tiež pomerne veľká. Ten 6000 hliníková zliatina materiály používané v dôležitých štruktúrach by sa mali hodnotiť z hľadiska citlivosti na medzikryštalickú koróziu.

Podľa bežnej metódy odhadu, Priame ekonomické straty spôsobené koróziou v Číne predstavujú každý rok približne 3% HDP (hrubý národný produkt), a oceľ spotrebovaná koróziou predstavuje asi 1/3 ročnej produkcie, z toho o 1/10 z celkovej produkcie je nerecyklovateľný. Odolnosť hliníka a hliníkových zliatin proti korózii je oveľa vyššia ako odolnosť ocele, a korózna strata je oveľa menšia ako u ocele. V 2020, Primárna produkcia hliníka v Číne bola 37.3 milión ton. Podľa tohto odhadu, korózna strata hliníka bola o 186,500 ton.

Klasifikácia korózie hliníka

Z morfológie korózie, koróziu hliníka možno rozdeliť na komplexnú koróziu a lokálnu koróziu. Prvá sa tiež nazýva rovnomerná korózia, známa aj ako celková korózia, čo sa týka rovnomernej korózie a straty povrchu materiálu v kontakte s prostredím. Korózia hliníka v alkalickom roztoku je typická rovnomerná korózia, ako je alkalické umývanie. Výsledkom korózie je, že povrch hliníka sa stenčuje približne rovnakou rýchlosťou a znižuje sa hmotnosť. Však, treba zdôrazniť, že neexistuje absolútna rovnomerná korózia, a zníženie hrúbky sa líši od miesta k miestu. Lokalizovaná korózia sa týka korózie, ktorá je obmedzená na špecifickú oblasť alebo časť konštrukcie, a možno ich rozdeliť do nasledujúcich kategórií:

1. Pitting

Pitting sa vyskytuje vo veľmi lokalizovanej oblasti alebo časti kovového povrchu, spôsobujúce jaskyne alebo jamy, ktoré sa rozširujú dovnútra a dokonca spôsobujú perforáciu. Ak je priemer jamy menší ako hĺbka jamy, nazýva sa to pitting; ak je priemer jamy väčší ako hĺbka jamy, dá sa to nazvať pitting. V skutočnosti, medzi kôstkami a kôstkami neexistuje žiadna striktná hranica. Typická bodová korózia nastáva, keď je hliník vo vodnom roztoku obsahujúcom chloridy. Medzi koróziou hliníka, pitting je najbežnejší, ktorý je spôsobený rozdielom medzi potenciálom určitej oblasti hliníka a potenciálom matrice, alebo prítomnosťou nečistôt s odlišným potenciálom od potenciálu hliníkovej matrice.

Pitting

2. Medzikryštalická korózia

Tento typ korózie je selektívna korózia, ktorá sa vyskytuje na hranici zŕn kovu alebo zliatiny, keď samotné zrná alebo kryštály nie sú výrazne skorodované., čo spôsobí prudký pokles mechanických vlastností materiálu, čo má za následok poškodenie konštrukcie alebo nehody. Dôvodom medzikryštalickej korózie je, že hranice zŕn sú za určitých podmienok veľmi aktívne, ako sú nečistoty na hraniciach zŕn, alebo zvýšenie alebo zníženie určitého prvku zliatiny na hraniciach zŕn, to je, na hraniciach zŕn musí byť tenká vrstva plochy, ktorá je elektronegatívna k zvyšku hliníka, a najskôr koroduje. Tento typ korózie sa môže vyskytnúť v hliníku vysokej čistoty v kyseline chlorovodíkovej a vo vode s vysokou teplotou. AI-S, To-mg-si, Al-mg, a zliatiny Al-Zn-Mg sú všetky citlivé na medzikryštalickú koróziu.

3. Galvanická korózia

Galvanická korózia je tiež charakteristickou formou korózie hliníka. Keď menej aktívny kov a aktívnejší kov ako hliník (anóda) sú v kontakte v rovnakom prostredí alebo keď je pripojený vodič, vzniká galvanický pár a preteká prúd, spôsobujúce galvanickú koróziu. Galvanická korózia sa tiež nazýva bimetalická korózia alebo kontaktná korózia. Prirodzený potenciál hliníka je veľmi negatívny. Keď sa hliník dostane do kontaktu s inými kovmi, hliník vždy pôsobí ako anóda, a korózia sa urýchli. Takmer všetky hliníkové a hliníkové zliatiny sa nevyhnú galvanickej korózii. Čím väčší je potenciálny rozdiel medzi dvoma kovmi, ktoré sú v kontakte, tým závažnejšia je galvanická korózia. Treba poznamenať, že pri galvanickej korózii, faktor plochy je mimoriadne dôležitý, a veľká katóda a malá anóda sú najnepriaznivejšia kombinácia.

4. Štrbinová korózia

Keď sú v kontakte rovnaké alebo rôzne kovy, alebo keď sú kovy v kontakte s nekovmi, vytvorí sa štrbina, a v štrbine alebo v jej blízkosti dôjde ku korózii. Mimo štrbiny nie je žiadna korózia, čo je spôsobené nedostatkom kyslíka v štrbine, pretože v tomto čase vzniká koncentračná bunka. Štrbinová korózia nemá takmer nič spoločné s typom zliatiny, a dokonca sa vyskytnú zliatiny veľmi odolné voči korózii. Kyslé prostredie v hornej časti štrbiny je hnacou silou korózie, čo je druh korózie pod sedimentom (stupnica). Korózia pod maltou na povrchu 6063 zliatinové architektonické hliníkové profily je veľmi častá štrbinová korózia pod vodným kameňom. Prírubové spojovacie plochy, upevňovacie plochy matíc, prekrývajúce sa plochy, zvárať póry, bahno, stupnica, nečistoty, tam. pod vrstvou hrdze a na kovovom povrchu vrstvy sedimentu môžu spôsobiť štrbinovú koróziu.

5. Korózne praskanie pod napätím

Korózne praskanie pod napätím je korózne praskanie spôsobené koexistenciou ťahového napätia a špecifických korozívnych médií. Napätie môže byť vonkajšie alebo zvyškové napätie vo vnútri kovu. Ten môže byť spôsobený deformáciou počas spracovania a výroby, alebo prudkými zmenami teploty počas kalenia, alebo objemovými zmenami spôsobenými zmenami vnútornej štruktúry. Stres spôsobený nitovaním, skrutkovanie, lisovanie, a zmrštenie je tiež zvyškové napätie. Keď ťahové napätie na povrchu kovu dosiahne medzu klzu Rpo.2, dôjde k praskaniu koróziou pod napätím. 2000 séria a 7000 séria hrubých dosiek z hliníkovej zliatiny bude počas kalenia produkovať zvyškové napätie, čo by sa malo eliminovať predbežným roztiahnutím pred ošetrením starnutím, aby sa zabránilo deformácii počas spracovania častí lietadla alebo dokonca ich vnášania do častí.

Korózne praskanie pod napätím

6. Vrstvená korózia

Táto korózia sa tiež nazýva delaminácia, odlupovanie, a vrstvená korózia, ktorú možno zjednodušene nazvať pílingom. Ide o špeciálnu formu korózie 2000 séria, 5000 séria, 6000 séria, a 7000 zliatiny série. Častejšie sa vyskytuje v extrudovaných materiáloch. Raz k tomu dôjde, dá sa odlupovať vrstva po vrstve ako sľuda.

7. Nitková korózia

Ide o typ korózie, ktorá sa môže vyvinúť červovitým spôsobom pod hliníkovou farbou alebo inými nátermi, ale tento typ korózie nebol nájdený pod eloxovanými filmami. Vo všeobecnosti sa vyskytuje pod povlakom leteckých hliníkových konštrukcií a architektonických alebo konštrukčných hliníkových častí. Nitková korózia súvisí so zložením materiálu, predúprava pred náterom a faktory prostredia. Faktory prostredia sa týkajú teploty, vlhkosť, chloridy, tam.

Medzikryštalická korózia 6000 zliatiny série

Medzi dnes používané deformované hliníkové zliatiny, najpoužívanejšie sú tepelne spracované a spevnené 6000 zliatiny série, ktoré sú druhom zliatin Al-Mg-Si a Al-Mg-Si-Cu. V 2018, celkom 706 bežné a neobvyklé zliatiny boli registrované v Aluminium Association, Inc., z ktorých 6000 najpočetnejšie boli sériové zliatiny, s 126, účtovanie 18%. Boli široko používané v stavebníctve, konštrukčné polia a dopravné zariadenia, pretože majú dobré tvarovacie a spracovateľské vlastnosti, stredná pevnosť a vynikajúca odolnosť proti korózii. Však, ak pomer zloženia zliatiny nie je vhodný, alebo parametre tepelného spracovania nie sú správne zvolené, alebo spracovanie a tvarovanie nie sú vhodné, potom medzikryštalická korózia (IGC) sa vyskytuje v prostredí s obsahom chlóru.

Vo väčšine prípadov, medzikryštalická korózia sa vyskytuje v zliatinách obsahujúcich malé množstvo medi a vysoký pomer Si/Mg. Zvyčajne, obsah medi vo väčšine zliatin obsahujúcich meď nie je vyšší ako 0.4%. Iba 6013, 6113, 6056, a 6156 majú vysoký obsah medi 1.1%. Pridanie medi do zliatin Al-Mg-Si má zlepšiť mechanické vlastnosti zliatiny. Štúdie zistili, že pri pozorovaní zliatin s citlivosťou na medzikryštalickú koróziu pomocou skenovacej transmisnej elektrónovej mikroskopie s vysokým rozlíšením, často sa nachádzajú segregačné vrstvy bohaté na meď a katódové precipitáty Q fázy. Q fáza je kvartérna intermetalická fáza s molekulovým vzorcom Cu2Mg8 Si5Al4. Zráža sa pozdĺž hraníc zŕn, spôsobenie, že susedný tuhý roztok podlieha anodickému rozpúšťaniu, aby sa vytvorila zóna bez zrazeniny.

Medzikryštalická korózia 6000 zliatiny série

Test citlivosti na medzikryštalickú koróziu

Pri určovaní medzikryštalickej koróznej citlivosti hliníkových zliatin, existujú dve bežné testovacie metódy: poľný test a zrýchlený ponorný test. V zrýchlenom teste, aby sa urýchlila korózia, roztok chloridu draselného s obsahom kyseliny chlorovodíkovej (ISO 11846 Metóda B) alebo roztok chloridu draselného s peroxidom vodíka (ASTM G110) sa často používa. Po skúške, metalograficky sa pozoruje prierez vzorky alebo sa meria strata jej mechanických vlastností. Výsledky zrýchleného testu ISO11846 sú vysoko v súlade s výsledkami testu morskej atmosféry v teréne. Však, v zrýchlenom teste, medzikryštalický hliníkový materiál citlivý na koróziu má silnú koróziu (rovnomerná medzikryštalická korózia) takmer na všetkých hraniciach zŕn blízko povrchu vzorky, zatiaľ čo povrch skúšobnej vzorky v teréne koroduje len v obmedzených oblastiach (lokálna korózia). Napriek tomu, zrýchlený test je stále štandardnou metódou, ktorá dokáže presne určiť, či má materiál medzikryštalickú koróziu.

Automobilový priemysel často používa ISO 11846 Metóda B štandard na určenie, či 6000 sériová hliníková zliatina má medzikryštalickú koróziu. Pri skúšaní podľa tejto normy, najprv ponorte malú vzorku (povrchová plocha <20cm2) v kyslom roztoku chloridu sodného (pH = 1) pri izbovej teplote na 24 hodiny, a potom vykonať metalografické vyšetrenie na určenie typu korózie, jamková alebo medzikryštalická korózia. Percento povrchu poškodeného koróziou a maximálna hĺbka korózie sa ešte musia určiť. Nedávne štúdie ukázali, že niektoré veľké zmeny v testovacích podmienkach sú povolené bez toho, aby mali veľký vplyv na reprodukovateľnosť výsledkov testov. Predovšetkým, norma stanovuje, že pomer objemu elektrolytu k ploche povrchu vzorky nesmie byť menší ako 5 ml/cm2, inak to bude mať veľký vplyv na rýchlosť medzikryštalickej korózie.

Podmienkou korózie na povrchu vzorky je, že musí existovať katódová reakcia (zrážanie vodíka a redukcia kyslíka). Hodnota pH testovaného roztoku sa časom zvyšuje, čo znižuje koróziu elektrolytu.

Medzi 8 séria deformovaných hliníkových zliatin, ten 6000 sériová zliatina je typ Al-Mg-Si (Cu, Zn) zliať, jedna zo zliatin najviac náchylných na medzikryštalickú koróziu, to je, táto séria zliatin má pomerne silnú citlivosť na medzikryštalickú koróziu.

Aby sa otestovala tendencia medzikryštalickej korózie 6000 zliatiny série, jednou z najúčinnejších metód je alkalické leptanie a následná dekontaminácia po ISO 11846 štandardný test, a dekontaminačné ošetrenie používa koncentrovaný roztok kyseliny dusičnej. Však, leptanie 2 min-5 min v roztoku NaOH s teplotou 50℃-60℃ a koncentráciou (5-10) % hmotn. ovplyvní výsledky testu.

Účinnou alternatívou k alkalickému leptaniu je použitie roztoku kyseliny dusičnej/kyseliny fluorovodíkovej, ktorý dokáže účinne odstrániť hliník z primárnych častíc bohatých na železo na povrchu. Je známe, že hliníkové častice môžu urýchliť koróziu hliníkových zliatin v chloridových roztokoch, pretože sú to lokálne mikroskopické katódy a tieto častice sú tiež zdrojom medzikryštalickej korózie. (IGC). V porovnaní s koróziou v alkalických roztokoch, zliatiny korodujú pomalšie v roztokoch kyseliny dusičnej/fluoridu.

6000 sériová zliatina je nielen najpoužívanejšia, najväčší objem, najrozmanitejšie (značka) deformovaná hliníková zliatina, ale aj jeden z najcitlivejších na medzikryštalickú koróziu. Však, pokiaľ ide o špecifikácie procesu, najmä proces tepelného spracovania, sa pri výrobe prísne dodržiavajú, konštrukcia je navrhnutá primerane, a produkcia je vynikajúca, tejto korózii sa dá úplne vyhnúť. Citlivosť na medzikryštalickú koróziu 6000 sériových zliatinových štruktúr a dielov úzko súvisí aj s ich pracovným prostredím, takže pri navrhovaní konštrukcie by sa mala venovať plná pozornosť.