Алюминий тоттанады?

1. Кіріспе

Қысқа жауап жоқ: алюминий тот баспайды. Тот - темірмен және болат сияқты темірге бай қорытпалармен байланысты коррозия өнімі.

Алюминий басқаша әрекет етеді: оттегімен әсер еткенде, жұқа түзеді, тығыз жабысатын алюминий оксиді қабықшасы, бұл қабыршақтанудан және жаңа металды шығарудан гөрі одан әрі шабуылды баяулатады.

Бұл оксидті пленка алюминийдің табиғи коррозияға төзімді металл ретінде кеңінен қарастырылуының негізгі себебі болып табылады.

Бұл алюминий коррозияға төзімді дегенді білдірмейді. Бұл коррозия механизмі басқаша екенін білдіреді.

Алюминий дақ қалдыруы мүмкін, шұңқыр, гальваникалық шабуылға ұшырайды, және агрессивті ортада нашарлайды; ол жай ғана техникалық мағынада «тот» түзбейді.

Нағыз сұрақ, содан кейін, алюминийдің тотығуы емес, бірақ қандай жағдайда оның қорғаныш оксидті қабаты істен шығады немесе жеткіліксіз болады.

2. Тотты анықтау: Тот пен коррозия арасындағы маңызды айырмашылық

Тот дегеніміз не?

Тот - темір немесе болат оттегімен және ылғалмен әрекеттескенде пайда болатын таныс қызыл-қоңыр коррозия өнімі. Ол кеуекті, нашар жабысады, және астындағы металды қорғамайды.

Болғандықтан, тот пайда болғаннан кейін коррозия таралуын жалғастыруы мүмкін. Алюминий темір-оксидті тот химиясын шығармайды. Орнына, оның бетінде ықшам алюминий-оксидті пленка тез дамиды.

Коррозияға қарсы. тот: кеңірек көзқарас

Коррозия - бұл кеңірек материалтану термині. Ол электрохимиялық немесе химиялық реакциялар арқылы металдың қоршаған ортаның бұзылуын білдіреді.

Көптеген инженерлік қорытпалар өздерінің пайдалылығы үшін пассивті пленкаларға сүйенеді; бұл фильмдер жергілікті жерде бұзылған кезде, нәтиже тар темір мағынасындағы тоттан гөрі шұңқыр немесе жарықшақ коррозиясы сияқты локализацияланған коррозия..

Алюминийдің тотығуы: тот емес, бірақ қорғаныш қалқан

Алюминий болаттың тот басуына әкелетін прогрессивті тотығу түріне қарсы тұрады. Оның ашық беті оттегімен қосылып, қалыңдығы небары он миллионнан бір дюйм болатын инертті алюминий-оксидті қабықша түзеді..

Бұл пленка қатты жабысады, мөлдір болып табылады, және одан әрі тотығуды блоктайды. Егер ол сызылған болса, ол тез қайталанады.

3. Алюминийдің тотығуы туралы ғылым: Механизмдер мен қасиеттер

Тотығу процесі: жылдам, орық, және өзін-өзі шектеу

Алюминий ауаға немесе ылғалға әсер еткенде өте тез тотығады, бірақ реакция темір коррозиясынан мүлдем басқаша әрекет етеді.

Жаңадан ашылған алюминийде, жіңішке оксидті пленка дереу дерлік пайда болады, және бұл пленка оттегінің металл бетіне одан әрі тасымалдануын баяулатады.

Көптеген қарапайым орталарда, нәтиже болып табылады ауысу, тот мағынасында көрінбейтін коррозия.

Жергілікті оксид қабаты өте жұқа, сақтау, және алюминийді атмосфералық қызметте табиғи түрде коррозияға төзімді ету үшін жеткілікті тұрақты.

Бұл алюминийдің тот баспайтын орталық металлургиялық себебі.

Тот - кеуекті, коррозиядан қорғамайтын өнім; алюминий оксиді - ықшам тосқауыл пленкасы, оны ынталандырудың орнына одан әрі реакцияны басады.

Тәжірибелік тұрғыдан, алюминийдің беттік химиясы көптеген жалпы жағдайларда өзін-өзі қорғайды, сондықтан металл тасымалдауда кеңінен қолданылады, құрылыс, және тұтыну өнімдері.

Алюминий оксидінің негізгі қасиеттері (Альво₃)

Алюминий оксидінің қорғаныш қабаты ретінде жақсы жұмыс істеуінің себебі оның темір тотынан түбегейлі ерекшеленетін қасиеті бар..

Тот дөрекі болады, кеуекті, және қабыршақ, сондықтан ол астындағы болатты тиімді қорғамайды.

Керісінше, алюминий оксиді жинақы, тығыз жабысады, және пайдалы экологиялық терезеде химиялық тұрақты.

Алюминий коррозиясына сілтемелер табиғи оксидті қабықшаның шамамен тұрақты екенін атап өтеді р 4 қарай 8 тау тізбектері, ал күшті қышқылдар немесе сілтілер оны еріте алады.

Толығырақ салыстыру төменде көрсетілген.

Өзін-өзі емдеу механизмі: сыни артықшылығы

Алюминийдің ең құнды қасиеттерінің бірі оксидті қабық болып табылады өзін-өзі емдеу. Егер беті сызылған немесе жаңадан ашылған болса, оттегі жаңа алюминий бетімен бірден әрекеттеседі және жаңа оксид қабаты қайтадан пайда болады.

Бұл алюминий барлық коррозияға қарсы иммунитетті білдірмейді, бірақ бұл кішігірім беттік зақымдану әдетте таралу сияқты әрекет етпейді дегенді білдіреді, темірде көрінетін өздігінен таралатын коррозия.

Бұл өзін-өзі пассивтендіру әрекеті алюминийдің ауада коррозияға төзімділігінің негізгі себебі болып табылады.

Табиғи күйінде оксид қабықшасының қалыңдығы бірнеше нанометр ғана, бірақ бұл көптеген орталарда әрі қарай жылдам шабуылға тосқауыл қою үшін жеткілікті.

Анодталған кезде, оксид қабаты әлдеқайда қалың және қорғаныш болады, сондықтан анодталған алюминийді сыртқы түрі де, беріктігі де маңызды болған жағдайда қолдануға болады.

4. Алюминий тоттанған кезде: Оксидті қабаттың шектеулері

Оксидті қабатты ыдырататын қоршаған орта жағдайлары

Қышқылдық және сілтілі орталар

Алюминийдің табиғи оксиді қалыпты рН терезесінде ғана тұрақты. Қышқылдық жағдайда, оксид қышқыл әсерінен ериді; сілтілі жағдайларда, ол Al сияқты алюминат түрлерін түзу арқылы ериді(О д)₄⁻.

Тәжірибелік тұрғыдан, күшті қышқылдар мен күшті негіздер қорғаныс қабығын басып, жаңа алюминийді үздіксіз шығаруы мүмкін.

Хлоридтерге бай орталар

Хлоридтер әсіресе агрессивті, өйткені олар пассивацияға кедергі келтіреді және пленканың локализацияланған бұзылуына ықпал етеді..

Шұңқырдағы коррозияға классикалық шолу қорғаныш пассивті пленка бұзылған кезде шұңқыр пайда болатынын түсіндіреді, және хлорид иондары әдетте қатысатын негізгі агрессивті түрлер болып табылады.

Сондықтан хлоридтерге бай орталар алюминий қорытпалары үшін ең маңызды коррозия қаупінің бірі болып табылады.

Жоғары температуралы орталар

Жоғары температурада, табиғи оксид маңызды болып қала береді, бірақ дизайн мәселесі өзгереді.

Жабындар, Беттік емдеу, және қорытпаларды таңдау маңыздырақ болады, өйткені термиялық әсер тотығуды күшейтіп, бетті қорғауды бұзуы мүмкін.

Алюминий үшін, Инженерлік анодты оксидті пленкалар жиі дәл пайдаланылады, өйткені олар тек жергілікті пленкаға қарағанда берік және басқарылатын қорғаныс тосқауылын қамтамасыз етеді..

Алюминий коррозиясының жалпы түрлері - тот емес

Коррозия

Шұңқыр - пассивті пленка ыдырайтын жерде дамитын локализацияланған еру.

Бұл алюминий үшін ең маңызды коррозия режимдерінің бірі, себебі ол терең болуы мүмкін, локализацияланған, және ерте анықтау қиын. Хлоридпен ластану классикалық триггер болып табылады.

Гальваникалық коррозия

Алюминий ылғалдың қатысуымен неғұрлым асыл металға электрлік қосылған кезде, алюминий тоттануы мүмкін.

Бұл химия мәселесі сияқты дизайн мәселесі: ұқсас емес металл контактісі, ұсталған ылғал, және нашар оқшаулану тәуекелді арттырады.

Жарық коррозиясы

Жарық коррозиясы жергілікті химия ашық бетінен ерекшеленетін қорғалған оқшауланған аймақтарда болады..

Бұл шұңқырмен тығыз байланысты, өйткені екеуі де пассивті пленканың бұзылуынан және локализацияланған электрохимиялық теңгерімсіздіктен туындайды..

Филиформды коррозия

Филиформды коррозия кездейсоқ түрде пайда болады, коррозия өнімінің тармақталмайтын ақ туннельдері, көбінесе жабын астында немесе қорғалмаған металда.

Ол әдетте күшке қарағанда сыртқы түріне көбірек зиян келтіреді, жұқа парақты тесуге болады.

Кескінді коррозия

Алюминий қорытпасының кейбір отбасылары легірлеу немесе термиялық өңдеу түйір шекарасы бойынша қолайсыз жауын-шашын тудырған кезде түйіршікаралық шабуылға осал..

Классикалық мысал - жоғары магний қорытпалары, дәндер шекарасында үздіксіз дерлік Al₈Mg₅ жауын-шашын қабыршақтану немесе кернеу-коррозия крекингке бейімділікті арттыруы мүмкін.

Мысқа бай қорытпалар кейбір жағдайларда шабуылдың түйіршік аралық формаларына да осал болуы мүмкін.

Алюминий «ақ тот»: қате атау

«Ақ тот» мырыш пен мырышталған болатқа жатады, алюминий емес.

Алюминий ақ дақтар немесе ақ бет қалдықтарын көрсеткенде, Бұл құбылыс, әдетте, шынайы тоттан гөрі тотықты бояу немесе коррозия өнімі болып табылады.

Басқаша айтқанда, сыртқы түрі «ақ тотқа ұқсас болуы мүмкін,Бірақ химия басқаша.

5. Алюминий қорытпалары: Құрам коррозияға төзімділікке қалай әсер етеді

Алюминийдің коррозияға төзімділігі тек «алюминиймен» анықталмайды. Инженерлік тәжірибеде, алюминий бөлігінің коррозияға төзімділігі оған қатты байланысты қорытпалар сериясы, көніл күй, Микроқұрылым, және қоршаған орта.

Негізгі легирленген элементтер және олардың коррозияға әсері

Магний (Мг)

Магний алюминийдегі ең маңызды легирлеуші ​​элементтердің бірі болып табылады, әсіресе 5XXX сериясы.

Ол жиі тамаша коррозияға төзімділікпен байланысты, әсіресе теңіз ортасында.

Мұндай қорытпалар 5052 жіне 5083 кеңінен қолданылады, өйткені олар жақсы беріктікпен теңіз суына және атмосфералық коррозияға күшті қарсылықты біріктіреді.

Магний қорытпаның тұрақты қорғаныс оксидінің әрекетін сақтауға көмектеседі және хлориді бар орталарда жақсы өнімділікті қолдайды.. Сондықтан 5xxx қорытпалары кең таралған:

• кеме жасау,
• Теңіздегі құрылымдар,
• теңіз аппараттық құралдары,
• Қысым кемелері,
• және көлік құралдары.

Дегенмен, маңызды шектеу бар. Магний мөлшері жоғарылағанда және қорытпа тұрақты созылу кернеуіне ұшырайды, тәуекелі Стресс коррозиясы ұлғай алады.

Басқаша айтқанда, магний көптеген жағдайларда коррозияға төзімділікті жақсартады, бірақ дұрыс композиция мен қызмет көрсету терезесінде ғана.

Мыс (Друг)

Мыс ең алдымен беріктігін арттыру үшін қосылады, әсіресе 2XXX сериясы сияқты 2024 жіне 2017.

Бұл қорытпалар механикалық өнімділік маңызды болған жерде бағаланады, бірақ мыс әдетте коррозияға төзімділікті төмендетеді.

Себебі металлургия: мысға бай аймақтар локализацияланған шабуылды ынталандыратын электрохимиялық белсенді учаскелерге айналуы мүмкін. Болғандықтан, 2xxx қорытпалары көбірек бейім:

• Кескінді коррозия,
• шоқы,
• және стресстің коррозиясы.

Осы себеппен, 2xxx қорытпалары беріктігі маңызды болып табылатын аэроғарыш құрылымдарында кеңінен қолданылады, бірақ олар көбінесе анодтау сияқты қорғаныс өңдеулерін қажет етеді, қаптау, немесе қолайлы төзімділікке қол жеткізу үшін жабындар.

Кремний (Жіне)

Кремний әдетте жақсарту үшін қолданылады басшылық, әсіресе 3xxx жіне 4xxx отбасылар.

Бұл қорытпалар қалыпты коррозияға төзімділік пен жақсы өндірістік мінез-құлықты ұсынады. Олар кеңінен қолданылады:

• Автомобиль компоненттері,
• Ыдыс,
• жылуалмастырғыш бөлшектер,
• және құйма өнімдерді құймалардың өтімділігі мен өңделуі маңызды.

Кремний әдетте мысға бай қорытпалармен байланысты коррозияға қарсы жазаны жасамайды.

Орнына, ол коррозия өнімділігін айтарлықтай төмендетпестен құю тәртібін және механикалық реакцияны басқаруға көмектесетін өңдеу құралы ретінде жиі пайдаланылады..

Мырыш (Негра)

Мырыш - негізгі күшейтетін элемент 7XXX сериясы, сияқты қорытпаларды қоса алғанда 7075 жіне 7050.

Бұл ең берік алюминий қорытпаларының бірі, бірақ олар сонымен қатар төменгі легірленген серияларға қарағанда коррозияға байланысты мәселелерге осал.

Жоғары беріктігі бар 7xxx қорытпалары жиі мұқият температураны таңдауды қажет етеді, өйткені олар төзімді болуы мүмкін.:

• Стресс коррозиясы,
• Кескінді коррозия,
• және агрессивті ортада мүліктің жоғалуы.

Осы себеппен, ерекше термиялық өңдеу жағдайлары, сияқты T73, коррозияға төзімділігін арттыру қажет болғанда жиі қолданылады, тіпті кейбір ең жоғары күш құрбан болса да.

Міне тағы, инженерлік ереже анық: максималды беріктік автоматты түрде максималды төзімділікті білдірмейді.

Хромий (Кр) және титан (-Ден)

Хром мен титан дәннің құрылымын жақсарту және металлургиялық бақылауды жақсарту үшін әдетте аз мөлшерде қосылады..

Олар әдетте негізгі күш элементтері емес, бірақ олар маңызды көмекші рөл атқарады.

Бұл шағын толықтырулар жақсартуға көмектеседі:

• Астықты нақтылау,
• меншіктік консистенциясы,
• күш тұрақтылығы,
• және көп жағдайда беріктік пен коррозияға төзімділік арасындағы жалпы теңгерім.

Жақсы мысал - бұл 6XXX сериясы, сияқты 6061 жіне 6063.

Бұл қорытпалар негізгі күшейту жүйесі ретінде магний мен кремнийді пайдаланады, ал хром мен титан құрылымды жақсартуға көмектеседі және коррозияға төзімділіктің пайдалы комбинациясын қолдайды, күш, және қалыптасуы.

Бұл 6xxx қорытпаларының жалпы мақсаттағы инженерлік материалдар болып саналатынының бір себебі.

Алюминий қорытпаларының кәдімгі топтары бойынша коррозия әрекеті

6. Алюминийді қорғау: Коррозияға төзімділікті арттыру

Анодизация: оксидті қабаттың қалыңдауы

Анодтау алюминийге арналған ең маңызды беттік өңдеулердің бірі болып табылады, себебі ол оксид қабатын әдейі қалыңдатады және басқарады..

Анодты оксидті қабықша әдебиеті тосқауыл типті және кеуекті типті қабыршақтарды ажыратады, және тамаша коррозияға төзімділік талап етілетін жерлерде тығыздалған кеуекті пленкаларды қолдануға болатынын атап өтеді.

Тәжірибелік тұрғыдан, анодтау алюминийдің табиғи пассивті пленкасын инженерлік қорғаныс қабатына айналдырады.

Қорғаныс жабындары

Қорғаныс жабындары алюминий мен оның қоршаған ортасы арасындағы физикалық кедергі ретінде әрекет етеді, коррозиялық заттардың металл бетіне түсуіне жол бермеу. Жалпы жабындарға жатады:

• Бояу және ұнтақ бояу: Алюминий беттеріне эстетикалық және қорғаныс мақсаттары үшін қолданылады. Ұнтақ жабыны әсіресе берік, сынуға тамаша төзімділік береді, азғын, және коррозия.
  Дегенмен, ол қатал ортада анодизацияға қарағанда тиімді емес, өйткені жабындар уақыт өте келе қабығы немесе жарылуы мүмкін.
• Химиялық түрлендіру жабындары: Орық, жабысатын жабындар (E.Г., хромата, фосфат) алюминийде қорғаныс қабатын құрайды.
  Бұл жабындар жиі бояу алдында праймер ретінде пайдаланылады, адгезия мен коррозияға төзімділігін арттыру.
• Керамикалық жабындар: Жоғары температура қолданбалары үшін қолданылады (E.Г., аэроғарыш қозғалтқышының құрамдас бөліктері), керамикалық жабындар 500 ° C жоғары температурада ыстыққа төзімділік пен коррозиядан қорғауды қамтамасыз етеді.

Гальваникалық коррозияны болдырмау

Алюминий жинақтары ылғал болған кезде аса асыл металдармен электрлік байланыстарды азайту үшін жобалануы керек..

Оқшаулағыш шайбалар, герметиктер, жабындар, және жақсы дренаж гальваникалық шабуылды азайтуға көмектеседі. Аралас металл құрылымдарында, Дизайн бөлшектері көбінесе қорытпаның өзінен маңыздырақ.

Тиісті күтім және тазалау

Тазалау маңызды, өйткені шөгінділер, тұзды пленкалар, ұсталған ылғал, және ластану жергілікті химияны өзгертуі мүмкін.

Таза, кептіру, және ұзақ уақыт бойы дымқыл немесе ластанған бетке қарағанда жақсы дренажды алюминий бетінің бояу немесе локализацияланған шабуылын дамыту ықтималдығы әлдеқайда төмен..

7. Қорытынды: Алюминий тот баспайды, бірақ ол тот басуы мүмкін

Сұраққа жауап беру үшін «Алюминий тот басады?” абсолютті айқындықпен: Жоқ, алюминий тот баспайды.

Алюминий қолайсыз емес. Қышқылды немесе сілтілі ортада, Хлоридке бай орталар, жарықтар, гальваникалық жұптар, және белгілі бір қорытпа/температура жағдайлары, пассивті пленка жергілікті түрде істен шығуы мүмкін және коррозия дамуы мүмкін.

Ондай жағдайларда, дұрыс сұрақ «Алюминий неліктен тот басты?» бірақ «Қандай алюминий коррозия механизмі бар, және оны қалай бақылау керек?«

Сондықтан ең дәл қорытынды осы: алюминий тот баспайды, бірақ ол коррозияға ұшырауы мүмкін - және бұл айырмашылықты түсіну оны жақсы пайдаланудың кілті болып табылады.

 

ЖҚС

Алюминий суда тот басады?

Жоқ. Алюминий темір мағынасында тот баспайды. Ол әдетте қорғаныш оксидті қабықша түзеді, қоршаған ортаға байланысты судың дақтары немесе локализацияланған коррозия әлі де болуы мүмкін.

Неліктен алюминий кейде аққа айналады??

Ақ бетінің қалдығы әдетте оксидті бояу немесе коррозия өнімі болып табылады, шынайы тот емес. «Ақ тот» термині әдетте мырыш үшін қолданылады, алюминий емес.

Алюминий болатқа тиіп кетсе, тезірек тот басуы мүмкін?

Иә. Ылғал болған кезде бір-біріне ұқсамайтын металды жанасу гальваникалық коррозияны тудыруы мүмкін, әсіресе қосылыс оқшауланбаған немесе дұрыс жабылмаған болса.

Анодталған алюминий тот баспайды?

Ешбір материал тот баспайтын немесе коррозияға төзімді емес. Анодтау оксид қабатын қалыңдатып, оны қорғайтын ету арқылы коррозияға төзімділікті арттырады.