Korrosion av aluminium och dess legeringar. Metoder för att bekämpa och skydda aluminium från korrosion

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-02 14:03

Även om aluminium är en icke-järnh altig metall och, jämfört med vanligt stål, är relativt dyrt, används det flitigt av människor. Detta hållbara och lätta material kan användas i vardagen, i konstruktionen och i produktionen. Den kemiska formeln för aluminium i det periodiska systemet ser ut så här: Al.

Är den korroderad

Rostar aluminium, som ni vet, väldigt långsamt. Åtminstone kan järn och stål inte jämföras med det i detta avseende. Aluminiumets motståndskraft mot korrosion förklaras främst av det faktum att det under normala förhållanden bildas en tunn oxidskyddsfilm på dess yta. Som ett resultat minskar den kemiska aktiviteten hos aluminium kraftigt.

Faktorer som påverkar rostbeständigheten

Aluminium är resistent mot korrosion, men i vissa fall kan det fortfarande börja brytas ner ganska snabbt på grund av oxidation. Detta händer vanligtvis när filmen är skadad av någon anledning eller det är omöjligt att forma den.

Oftast tappar aluminium sitt yttre tunna skydd under påverkan av syroreller alkalier. Vanlig mekanisk skada kan också orsaka förstörelse av filmen.

Typer av korrosion

Efter förstörelsen av filmen börjar Al och dess legeringar rosta, det vill säga självförstöra, som många andra metaller. Detta kan exponera aluminium och korrosion:

1. Kemi. I detta fall uppstår rost i en gasformig miljö utan vatten. I detta fall förstörs ytan på aluminiumprodukten jämnt över hela området.
2. Elektrokemi. Korrosion av aluminium i detta fall sker i en fuktig miljö.
3. Gas. Denna typ av korrosion uppstår när aluminium är i direkt kontakt med någon kemiskt aggressiv gas.

Ekvationen för aluminiumkorrosion (syreoxidation) i luft är följande: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

Den kemiska formeln för oxidskyddsfilmen är AL₂O_3.

legeringar

Den mest korrosionsbeständiga varianten är teknisk aluminium. Det vill säga nästan ren 90% metall. Aluminiumlegeringar är tyvärr mycket mer benägna att rosta. Man tror att magnesiumföroreningar minskar korrosionsbeständigheten hos denna metall minst av allt, och kopparföroreningar mest av allt.

Mg-Al-legeringar

Sådana material används ofta inom bygg-, livsmedels- och kemisk industri. De används också mycket ofta inom maskinteknik. Man tror att sådana material är väl lämpade för konstruktion av strukturer,utsatt för havsvatten.

I händelse av att magnesium inte är mer än 3 % i legeringens sammansättning, kommer det att ha nästan samma korrosionsskyddande egenskaper som tekniskt aluminium. Magnesium i en sådan legering är i fast lösning och i form av Al8Mg5-partiklar jämnt fördelade genom matrisen.

Om legeringen innehåller mer än 3 % av denna metall börjar Al8Mg5-partiklar falla ut, för det mesta, inte inuti kornen, utan längs deras gränser. Och detta har i sin tur en extremt negativ effekt på materialets anti-korrosionsegenskaper. Det vill säga att produkten blir mycket mindre motståndskraftig mot rost.

Magnesium och kisellegeringar

Sådana material används oftast inom teknik och konstruktion. Mg2Si gör legeringar av denna sort mycket starka. Ibland är koppar också en komponent i sådana element. Det införs också i legeringen för härdning. Koppar tillsätts dock till sådana material i mycket små mängder. Annars kan aluminiumlegeringens anti-korrosionsegenskaper försämras kraftigt. Interkristallin rost i dem börjar redan med tillsats av mer än 0,5 % koppar.

Dessutom kan känsligheten för korrosion hos sådana material öka med en omotiverad ökning av mängden kisel som ingår i deras sammansättning. Detta ämne läggs till aluminiumlegeringar, vanligtvis i sådana proportioner att efter bildandet av Mg2Si ingenting återstår. Kisel i sin rena form innehåller endast vissa material av denna sort.

Korrosion av aluminium ochdess zinklegeringar

Al rostar, som redan nämnts, långsammare än dess legeringar. Detta gäller även material från Al-Zn-gruppen. Sådana legeringar är mycket efterfrågade, till exempel inom flygindustrin. Vissa sorter kan innehålla koppar, andra kanske inte. I det här fallet är den första typen av legeringar naturligtvis mer motståndskraftig mot korrosion. I detta avseende är Al-Zn-material jämförbara med magnesium-aluminium.

Legeringar av denna sort med tillsats av koppar visar tecken på viss instabilitet mot rost. Men samtidigt förstörs de på grund av korrosion, de är fortfarande långsammare än de som tillverkas med magnesium och Cu.

Grundläggande sätt att hantera rost

Naturligtvis kan korrosionshastigheten för aluminium och dess legeringar också minskas på konstgjord väg. Det finns bara ett fåtal sätt att skydda sådana material från rost.

Det är till exempel möjligt att utesluta kontakten av denna metall och dess legeringar med miljön genom att måla lackmaterial. Dessutom används ofta en elektrokemisk metod för att skydda aluminium från att rosta. I det här fallet är materialet dessutom täckt med ett lager av mer aktiv metall.

Ett annat sätt att skydda Al från att rosta är högspänningsoxidation. En pulverlackeringsteknik kan också användas för att förhindra korrosion av aluminium. Används för att skydda den, förstås, och rostinhibitorer.

Hur oxidation går till

Med den här tekniken skyddas aluminium och dess legeringar ofta från korrosion. Presteraoxidation under en spänning på 250 V. Med denna teknik bildas en stark oxidfilm på ytan av en metall eller dess legering.

Påverkan på materialet av ström sker i detta fall med vattenkylning. Vid låga temperaturer, på grund av stress, bildas en film på ytan av aluminium mycket stark och tät. Om proceduren utförs vid höga temperaturer visar sig den vara ganska lös. Aluminium som bearbetas i en sådan miljö behöver ytterligare skydd från kontakt med luft (målning).

När denna teknik används avfettas produkten först i en lösning av oxalsyra. Aluminiumet eller legeringen doppas sedan i alkali. Därefter påverkas metallen av ström. I slutskedet, om oxidationen utfördes vid en tillräckligt hög temperatur, färgas materialet ytterligare genom nedsänkning i s altlösningar och behandlas sedan med ånga.

Using LMB

Denna metod, liksom oxidation, används för att skydda aluminium från att rosta ganska ofta. Sådant material kan målas med torr-, våt- eller pulvermetod. I det första fallet behandlas aluminium först med en komposition som innehåller zink och strontium. Vidare appliceras själva LKM på metallen

Vid användning av pulvermetoden föravfettas arbetsytan genom nedsänkning i alkaliska eller sura lösningar. Vidare appliceras kromat-, zirkonium-, fosfat- eller titanföreningar på produkten.

Användisolatorer

Mycket ofta blir andra metaller stimulanser för uppkomsten av korrosionsprocesser i aluminium och dess legeringar. Detta händer vanligtvis vid direktkontakt av produkter eller deras delar. För att förhindra att aluminium rostar, används speciella isolatorer i detta fall. Sådana packningar kan tillverkas av gummi, paronit, bitumen. Även i detta fall kan lack och färger användas. Ett annat sätt att skydda aluminium från korrosion i kontakt med andra material är att belägga dess yta med kadmium.

Det är särskilt viktigt att se till att aluminiumdelar i olika mekanismer och sammansättningar är isolerade från direktkontakt med koppar. Man tror också att inte bara delar gjorda av Al bör skyddas från kontakt med andra metaller. När det gäller korrosionsbeständighet är järn mycket sämre än aluminium, som till exempel stål. Därför skyddas sådana metaller och vissa andra ofta på ett speciellt sätt. Materialen är helt enkelt täckta med ett skyddande aluminiumskikt. Naturligtvis måste sådana produkter också skyddas från kontakt med koppar eller andra metaller.