ALUMIINI HAPETTAMINEN: RUOSTEEKO ALUMIINI?

Kuinka korroosionkestävä alumiini on? Kestääkö alumiini korroosiota?

Yleisesti ottaen alumiinilla ja sen seoksilla on erinomainen korroosionkestävyys. Alumiinilla luonnollisessa tilassaan, kaupallisesti puhtaalla tai 1xxx-alumiinilla, on paras korroosionkestävyys, mutta tämä laatu vaarantuu, kun seoksia, erityisesti kuparia ja rautaa, mutta myös magnesiumia tai sinkkiä lisätään. Lejeerinkielementit, joita käytetään useimpien kaupallisten alumiiniseosryhmien toivottujen ominaisuuksien saavuttamiseen, on lueteltu alla.

Näitä pieninä prosenttiosuuksina lisättyjä alkuaineita lisätään antamaan metallille halutut lujuuden, sitkeyden, hitsattavuuden, työstettävyyden, korroosionkestävyyden ja muut ominaisuudet. Koska ominaisuuksien muutokset eri seosryhmien välillä ovat jossain määrin ennakoitavissa, niitä käytetään tyypillisesti eri markkinoilla. Tässä blogikirjoituksessa käsitellään pääasiassa korroosionkestävyyttä, mutta lejeeringistä päätettäessä mitään ominaisuuksia ei tule tarkastella erikseen.

Mikä on alumiinin hapettumisen ja korroosionkestävyyden välinen suhde?

Paradoksaalisesti alumiinin hapettuminen on keskeinen osa sen korroosionkestävyyttä. Alumiinilla on erittäin korkea affiniteetti happea kohtaan. Kun uusi alumiinipinta paljastetaan ilman tai minkä tahansa muun hapettimen läsnäollessa, se muodostaa nopeasti ohuen, kovan alumiinioksidikalvon (tai hydratoidun oksidin ei-pysähdyksissä vedessä). Tämä alumiinin hapettuminen tekee alumiinista niin korroosionkestävän.

Tämä kalvo on kemiallisesti suhteellisen inertti. Alumiinin korroosionkestävyys riippuu tämän alumiinin tai hydratoidun oksidin pintakalvon toimimattomuudesta. Kun tämä pintakalvo liukenee, tapahtuu korroosiota; kun kalvo kärsii paikallisista vaurioista eikä itsestään paranemista voi tapahtua, seuraa paikallista korroosiota.

Tämä pintakalvo on yleensä stabiili pH-alueella noin 4,5 - 8. Kalvo voi pysyä stabiilina muissa tapauksissa riippuen ympäristöstä, esimerkiksi typpihaposta pH:ssa 0, jääetikassa pH:ssa 3 tai ammoniumissa hydroksidi pH:ssa 13. Oksidikalvo voi liueta useimpiin vahvoihin happoihin ja emäksiin, jolloin alumiinin korroosio on nopeaa.

Kuten kaikki yleiset arkkitehtoniset ja rakenteelliset tuotteet, alumiini ruostuu tietyissä olosuhteissa. Tämä tapahtuu todennäköisemmin, kun projekteihin tai sovelluksiin valitaan väärä seos. Hyvien tulosten saamiseksi alumiinilla on tärkeää tietää seuraavat asiat:

olosuhteet, joissa korroosiota tapahtuu

muoto, jonka korroosio saa

korroosion nopeus

mahdolliset ennaltaehkäisevät toimenpiteet

Ruostuuko alumiini? Onko alumiini ruosteenkestävä?

Ruostuminen on korroosion muoto, joka on ominaista raudalle ja teräkselle (koska se sisältää rautaa). Itse asiassa ruoste on yleinen nimi rautaoksidille, kun rauta tai teräs sitoutuu happeen ja hapettuu. Siksi alumiini ei voi ruostua.

Ruostuuko alumiiniseos?

Alumiini ja sen seokset kestävät korroosiota. Vaikka alumiini on luonnostaan ​​kimmoisaa, sen vastus heikkenee lisäämällä seoksia. Alumiinin korroosionkestävyys johtuu hapettumisesta. Kun uudet alumiinipinnat joutuvat kosketuksiin ilman tai muiden hapettimien kanssa, muodostuu ohut kova alumiinioksidikalvo, joka suojaa sitä korroosiolta. On kuitenkin tärkeää huomata, että alumiini ei ole täysin immuuni korroosiolle ja voi syöpyä tietyissä olosuhteissa.

Millä metalliseoksilla on paras korroosionkestävyys?

1xxx

Seos 1100: Alumiiniluokka 1100 on kaupallisesti puhdasta alumiinia. Sillä on erinomainen korroosionkestävyys ja se on yleinen kemian- ja elintarviketeollisuudessa. Muuten se on pehmeä ja sitkeä metalli, jolla on erinomainen työstettävyys. Löydät metalliseosta 1100 usein sovelluksissa, jotka vaativat muovauksen. Se voidaan hitsata millä tahansa menetelmällä, mutta se ei ole lämpökäsiteltävissä.

3xxx

Seos 3003: Seos 3003 on yleisin alumiiniseoksista. Se on puhdasta kaupallista alumiinia, jonka lujuus on kasvanut 20 prosenttia mangaanin ja kuparin lisäyksen ansiosta. Sillä on myös erinomainen korroosionkestävyys, työstettävyys, ja se voidaan hitsata tai juottaa, vetää tai kehrätä.

5xxx

Seos 5052:5052 on myös erittäin suosittu metalliseos, koska sillä on suurin lujuus kaikista ei-lämpökäsiteltävissä olevista lajeista. Se on erityisen yleinen meri- ja suolavesiympäristössä sen korroosionkestävyyden vuoksi. Sillä on erinomainen työstettävyys ja se on helppo vetää tai muotoilla monimutkaisiin muotoihin.

6xxx

Seos 6061:6061 on monipuolisin lämpökäsitellyistä seoksista, mukaan lukien korroosionkestävyys, työstettävyys hehkutettuna ja hitsattavuus. Löydät metalliseoksen 6061 tuotteissa ja sovelluksissa, jotka vaativat hyvän ulkonäön, paremman korroosionkestävyyden ja hyvän lujuuden.

Seos 6063: 6063 tunnetaan yleensä arkkitehtonisena metalliseoksena sen suuren vetolujuuden, erinomaisen viimeistelyn ja korkeiden korroosionkestävien ominaisuuksien vuoksi. Löydät 6063:n sisä- ja ulkoarkkitehtonisista asetuksista ja verhouksista. Se on usein anodisoitu.

Ilmailuteollisuus (2xxx & 7xxx)

Ilmailu- ja avaruusteollisuudessa tarvitaan sekä suurta lujuutta että korkeaa korroosionkestävyyttä. Tästä syystä ilmailuteollisuus rajoittuu yleensä 2xxx- ja 7xxx-sarjoihin alumiiniin. Kierrämme seostetun alumiinin heikentyneen korroosionkestävyyden näissä sarjoissa alkladoiduilla vuorauksilla, jotka ovat puhdasta alumiinia ja seostettu alla olevaan vahvempaan alumiiniseokseen. Puhdas alumiini antaa koneelle tarvittavan korroosionkestävyyden tinkimättä rakenteellisen alumiinin lujuudesta.

Alloy 2011: Alloy 2011, joka tunnetaan myös nimellä Free Machining Alloy (FMA), tunnetaan korkeasta mekaanisesta lujuudestaan ​​ja erinomaisesta työstyksestään, minkä vuoksi näet sen monimutkaisissa ja yksityiskohtaisissa osissa. Jos tämä seos työstetään suurella nopeudella, se tuottaa hienoja lastuja, mutta ne on helppo poistaa.

Alloy 2014: Alloy 2014 on kuparipohjainen, erittäin luja ja erinomainen koneistus. Löydät sen monista rakenteellisista ilmailusovelluksista korkean korroosionkestävyyden vuoksi.

Seos 2024: Seosta 2024 käytetään hyvin yleisesti, koska siinä yhdistyy suuri lujuus ja erinomainen väsymiskestävyys. Löydät sen aina, kun tuotteet vaativat hyvän lujuuden ja painon suhteen. Mutta sen korroosionkestävyys on melko alhainen, joten näet sen usein joko anodisoidulla pinnalla (katso alla) tai Alcladilla.

Seos 7075: Kaikista alumiiniseoksista 7075 on yksi vahvimmista seoksista. Kuten vuonna 2024, sillä on erinomainen lujuuden ja painon suhde, ja sitä käytetään osissa, joihin kohdistuu suuri rasitus. 7075 voidaan muodostaa hehkutettuna ja sitten lämpökäsitelty tarvittaessa.

Kuinka nopeasti alumiinin hapettuminen tapahtuu?

Alumiinin hapettuminen tapahtuu nopeammin kuin teräksen hapettuminen, koska alumiinilla on vahva affiniteetti happea kohtaan. Kun kaikki alumiiniatomit ovat sitoutuneet happeen, hapetusprosessi pysähtyy.