Корозия на алуминия и неговите сплави. Методи за борба и защита на алуминия от корозия

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-02 13:50

Въпреки че алуминият е цветен метал и в сравнение с обикновената стомана е сравнително скъп, той се използва широко от хората. Този издръжлив и лек материал може да се използва в ежедневието, в строителството и в производството. Химическата формула на алуминия в периодичната таблица изглежда така: Al.

Корозира ли е

Ръждае алуминия, както знаете, много бавно. Поне желязото и стоманата не могат да се сравняват с него в това отношение. Устойчивостта на алуминия срещу корозия се обяснява преди всичко с факта, че при нормални условия върху повърхността му се образува тънък оксиден защитен филм. В резултат на това химическата активност на алуминия е рязко намалена.

Фактори, влияещи върху устойчивостта на ръжда

Алуминият е устойчив на корозия, но в някои случаи все още може да започне да се разпада доста бързо поради окисляване. Това обикновено се случва, когато филмът е повреден по някаква причина или е невъзможно да се образува.

Най-често алуминият губи външната си тънка защита под въздействието на киселиниили алкали. Обикновените механични повреди също могат да причинят разрушаване на филма.

Видове корозия

След разрушаването на филма, Al и неговите сплави започват да ръждясват, тоест да се самоунищожават, както много други метали. Това може да изложи алуминий и корозия:

1. Химически. В този случай ръждясването се появява в газообразна среда без вода. В този случай повърхността на алуминиевия продукт се разрушава равномерно по цялата площ.
2. Електрохимически. Корозията на алуминия в този случай възниква във влажна среда.
3. Газ. Този тип корозия възниква, когато алуминият е в директен контакт с някакъв химически агресивен газ.

Уравнението за алуминиева корозия (окисляване на кислород) във въздуха е както следва: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

Химичната формула на оксидния защитен филм е AL₂O_3.

Сплави

Най-устойчивият на корозия сорт е техническият алуминий. Тоест почти 90% чист метал. Алуминиевите сплави, за съжаление, са много по-податливи на ръжда. Смята се, че магнезиевите примеси намаляват устойчивостта на корозия на този метал най-малко и най-вече примесите от мед.

Mg-Al сплави

Такива материали се използват широко в строителството, хранителната и химическата промишленост. Много често се използват и в машиностроенето. Смята се, че такива материали са много подходящи за изграждане на конструкции,изложени на морска вода.

В случай, че магнезият не е повече от 3% в състава на сплавта, тя ще има почти същите антикорозионни свойства като техническия алуминий. Магнезият в такава сплав е в твърд разтвор и под формата на частици Al8Mg5, равномерно разпределени в цялата матрица.

Ако сплавта съдържа повече от 3% от този метал, частиците Al8Mg5 започват да падат, в по-голямата си част, не вътре в зърната, а по техните граници. А това от своя страна има изключително негативен ефект върху антикорозионните свойства на материала. Това означава, че продуктът става много по-малко устойчив на ръжда.

Магнезий и силициеви сплави

Такива материали се използват най-често в инженерството и строителството. Mg2Si прави сплавите от този сорт много здрави. Понякога медта също е компонент на такива елементи. Също така се въвежда в сплавта за втвърдяване. Въпреки това, медта се добавя към такива материали в много малки количества. В противен случай антикорозионните свойства на алуминиевата сплав могат да бъдат значително намалени. Междукристалната ръжда в тях започва вече с добавянето на повече от 0,5% мед.

Също така, податливостта към корозия на такива материали може да се увеличи с неоправдано увеличение на количеството силиций, включен в състава им. Това вещество се добавя към алуминиеви сплави, обикновено в такива пропорции, че след образуването на Mg2Si нищо не остава. Силиконът в чистата си форма съдържа само някои материали от този сорт.

Корозия на алуминий инеговите цинкови сплави

Al ръждясва, както вече споменахме, по-бавно от своите сплави. Това важи и за материалите от групата Al-Zn. Такива сплави са много търсени, например в авиационната индустрия. Някои сортове може да съдържат мед, други не. В този случай първият тип сплави, разбира се, е по-устойчив на корозия. В това отношение Al-Zn материалите са сравними с магнезиево-алуминиевия.

Сплавите от този сорт с добавка на мед показват признаци на известна нестабилност към ръжда. Но в същото време те се унищожават поради корозия, все още са по-бавни от тези, направени с помощта на магнезий и Cu.

Основни начини за справяне с ръждата

Разбира се, скоростта на корозия на алуминия и неговите сплави също може да бъде намалена изкуствено. Има само няколко начина да предпазите такива материали от ръжда.

Например, възможно е да се изключи контактът на този метал и неговите сплави с околната среда чрез боядисване на лакови материали. Също така често се използва електрохимичен метод за защита на алуминия от ръжда. В този случай материалът е допълнително покрит със слой от по-активен метал.

Друг начин за предпазване на Al от ръждясване е окисляването с високо напрежение. Може да се използва и техника за прахово покритие, за да се предотврати корозия на алуминия. Използва се за защита, разбира се, и инхибитори на ръжда.

Как се извършва окисляването

Използвайки тази техника, алуминият и неговите сплави често са защитени от корозия. Изпълнявайтеокисление под напрежение 250 V. Използвайки тази техника, върху повърхността на метал или неговата сплав се образува силен оксиден филм.

Въздействието върху материала чрез ток в този случай се осъществява чрез водно охлаждане. При ниски температури, поради напрежение, върху повърхността на алуминия се образува много здрав и плътен филм. Ако процедурата се извършва при високи температури, тя се оказва доста рехава. Алуминият, обработен в такава среда, се нуждае от допълнителна защита от контакт с въздух (боядисване).

При използване на тази технология продуктът първо се обезмаслява в разтвор на оксалова киселина. След това алуминият или сплавта се потапя в алкали. След това металът се влияе от тока. На последния етап, ако окисляването е извършено при достатъчно висока температура, материалът допълнително се боядисва чрез потапяне в солеви разтвори и след това се обработва с пара.

Използване на LMB

Този метод, подобно на окисляването, се използва за защита на алуминия от ръжда доста често. Такъв материал може да бъде боядисан по сух, мокър или прахообразен метод. В първия случай алуминият първо се обработва със състав, съдържащ цинк и стронций. Освен това самият LKM се прилага върху метала.

При използване на праховия метод работната повърхност е предварително обезмаслена чрез потапяне в алкални или киселинни разтвори. Освен това, хромат, цирконий, фосфат или титаниеви съединения се прилагат към продукта.

Използвайтеизолатори

Много често други метали стават стимуланти за началото на корозионните процеси в алуминия и неговите сплави. Обикновено това се случва при директен контакт на продукти или техни части. За да се предотврати ръждясването на алуминия, в този случай се използват специални изолатори. Такива уплътнения могат да бъдат направени от каучук, паронит, битум. Също така в този случай могат да се използват лакове и бои. Друг начин за защита на алуминия от корозия при контакт с други материали е да покриете повърхността му с кадмий.

Особено важно е да се гарантира, че алуминиевите части в различни механизми и възли са изолирани от директен контакт с мед. Смята се също, че не само части, изработени от Al, трябва да бъдат защитени от контакт с други метали. По отношение на устойчивостта на корозия желязото е много по-ниско от алуминия, като стоманата, например. Следователно такива метали и някои други често са защитени по специален начин. Материалите са просто покрити със защитен алуминиев слой. Разбира се, такива продукти също трябва да бъдат защитени от контакт с мед или други метали.