Коррозионная стойкость 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.
Fig. 1 – The Effects of Alloying Elements on Corrosion Resistance (and Fatigue Strength) [1]
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
- Cплавы 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.
- Fig. 2 дает относительный рейтинг коррозионной стойкости различных алюминиевых сплавов в кислотных и щелочных средах. Чем меньше число – тем выше рейтинг.
Fig. 2 – Behaviour of Different Alloys in Acids and Alkalines [2]
Источники:
