Коррозия алюминия и алюминиевых сплавов

Коррозионная стойкость алюминия

Обычно алюминий и алюминиевые сплавы имеют хорошее сопротивление коррозии в следующих средах: атмосфере, пресной и морской воде, большинстве почв, большинстве продуктов питания и многих химических веществах. Выражение «хорошее сопротивление коррозии» означает, что в большинстве случаев изделия или детали из алюминиевых сплавов можно использовать без специальной защиты поверхности в течение длительного срока службы.

Степень воздействия коррозии на алюминиевое изделие зависит от степени агрессивности среды, в которой оно работает, а также особенностей его функций и ожидаемого срока службы. При необходимости принимают меры по предотвращению или ограничению воздействия коррозии алюминия и алюминиевых сплавов, в том числе, применение защитных покрытий поверхности, таких как, например, порошковая окраска и анодирование.

Влияние легирующих элементов

Легирующие элементы алюминиевых сплавов оказывают влияние на их коррозионные свойства. Поэтому для каждой коррозионной среды необходимо выбрать наиболее подходящий сплав.

Рисунок 1 – Влияние легирующих элементов на коррозионную стойкость (и усталостную прочность) [2]

Главными легирующими элементами, которые применяются в алюминиевых сплавах, являются медь, магний, марганец, кремний и цинк, а также неизбежные примеси промышленных сплавов – железо и кремний. Влияние, которое эти элементы оказывают на коррозию алюминия и алюминиевых  сплавов, заключается в следующем:

• медь снижает коррозионную стойкость больше, чем любой другой легирующий элемент;
• железо снижает коррозионную стойкость и его содержание нужно держать низким, если требуется максимальное сопротивление коррозии;
• магний оказывает положительное влияние на коррозионную стойкость;
• марганец производит на коррозионную стойкость небольшой положительный эффект;
• кремний оказывает на коррозионную стойкость небольшое отрицательное влияние;
• цинк в большинстве сред мало влияет на коррозионную стойкость.

Коррозия деформируемых алюминиевых сплавов

Алюминий (более 99,9 % Al)

Сверхчистый алюминий (более 99,9 % Al) показывает наибольшую коррозионную стойкость. Она резко падает с увеличением содержания примесей, особенно меди и железа.

Алюминиевые сплавы Al-Mn

Сплавы Al-Mn имеют очень хорошую коррозионную стойкость и применяются на открытом воздухе без какой-либо защиты.

Алюминиевые сплавы Al-Mg

В общем случае сплавы Al–Mg имеют самую лучшую коррозионную стойкость среди всех деформируемых алюминиевых сплавов.

При содержании магния более 4 % на коррозионную стойкость изделий из этих сплавов большое влияние оказывает технология изготовления. После длительной выдержки при температуре выше 60 °С сплавы с большим содержанием магния становятся подверженными коррозии под напряжением  и подповерхностной коррозии.

Алюминиевые сплавы Al-Cu

Сплавы с содержанием меди больше 0,25 % – все дюралюмины (дюралюминии, дюрали дуралюмины) имеют низкую коррозионную стойкость и не применяются в агрессивных средах морского воздуха или промышленной атмосферы без защитных покрытий. Раньше одной из самых частых ошибок было применение дюралей в коррозионно-агрессивных средах без адекватного защитного покрытия.

Алюминиевые сплавы Al–Zn–Mg–Cu

Сплавы, содержащие цинк, магний и медь, по коррозионному поведению аналогичны сплавам Al-Cu и также требуют защиты в коррозионно-агрессивных средах.

Алюминиевые сплавы Al-Zn-Mg

Для этого семейства сплавов критическую важность для коррозионной стойкости играют технологические методы, особенно термическая обработка, а также химический состав сплава. Алюминиевые сплавы Al-Zn-Mg могут быть чувствительными к коррозионному растрескиванию под напряжением и подповерхностной коррозии.

Коррозия литейных алюминиевых сплавов

Для алюминиевых отливок коррозия обычно является намного меньшей проблемой, чем, скажем, для листовых изделий, так как обычно поперечное сечение отливок значительно толще и можно допустить больше поверхностной коррозии.

• Литейные алюминиевые сплавы Al–Mg обычно имеют хорошую коррозионную стойкость и применяются в морской среде.
• Литейные алюминиевые сплавы Al–Si обычно относят к сплавам, которые имеют хорошую коррозионную стойкость в различных воздушных и водных средах.
• Литейные алюминиевые сплавы Al–Cu и Al–Si–Cu требуют защитного покрытия при работе коррозионной среде.

Рейтинг сплавов по стойкости к коррозии

Коррозионное поведение алюминиевых сплавов зависит от вида среды, которой они должны сопротивляться. Таблица ниже дает рейтинг коррозионной стойкости различных алюминиевых сплавов в кислотных и щелочных средах. Чем меньше число – тем выше рейтинг.

 

Источники:

1. TALAT 5104
2. TALAT 1501