Коррозия алюминия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Алюминий и его сплавы отличаются отличной устойчивостью к разрушениям различного характера. Однако, несмотря на это -- коррозия алюминия представляет собой не такое уж и редкое явление. Различные формы коррозии представляют собой основную причину порчи этих материалов. Для борьбы с разрушительными процессами необходимо обязательно понимать факторы, которые являются причиной их появления.

Коррозия алюминия представляет собой реакцию, которая имеет место между металлом и окружающей средой. Этот процесс может иметь как естественное, так и химическое происхождение. Самой распространенной формой разрушения металла можно назвать появление на его поверхности процессов ржавления. Особенностью всех видов металлов можно назвать их свойство вступать в реакцию с водой и окружающей средой. Отличием для каждого вида металла считается только интенсивность данного процесса. К примеру, у благородных металлов типа золота скорость такой реакции не будет слишком быстрой, а вот железо, в том числе и алюминий, будут реагировать на воздействия такого характера достаточно быстро. Можно выделить два фактора, которые оказывают непосредственное влияние на интенсивность протекания процесса коррозии. Одним из них можно назвать степень агрессивности окружающей среды, а вторым металлургическую или химическую структуру. Атмосфере, которая нас окружает, всегда характерен определенный уровень влажности. Кроме того, ей характерен определенный уровень загрязнений и отходов.

Можно выделить несколько разновидностей проявления коррозии алюминия и его сплавов: Поверхностная. Данный тип разрушения встречается чаще всего и является наименее вредоносным. Его легче всего заметить на поверхности. Это дает возможность своевременно использовать предохранительные средства. Поверхностные разрушения очень часто встречаются на анодированных профилях для строительства. Локальная. Такие разрушения проявляются в виде форм, углублений и пятен. Такой тип коррозии бывает поверхностного и междукристаллического типа. Разрушения такого характера являются особенно опасными, по причине того, что их достаточно сложно обнаружить. Такая коррозия очень часто разрушает именно труднодоступные части конструкций и узлов. Нитеподобная или филигранная. Этот вид разрушения алюминия часто появляется под покрытиями органического типа, а также на граничных поверхностях обработки. Нитеподобная коррозия появляется в ослабленных местах повреждения органического покрытия или краях отверстий.

Алюминий-магниевые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостю. Все промышленные композиции алюмиииевомагиневых сплавов по содержанию магния находятся в области диаграммы состояния системы Al--Mg, соответствующей твердому раствору б. Концентрация твердого раствора увеличивается с повышением температуры, что дает принципиальную возможность существенного упрочнения сплавов Al--Mg за счет применения к ним термической обработки (закалки).

В литом состоянии алюминиевые сплавы, содержащие свыше 9% Мg, имеют структуру б+в; в-фаза, являющаяся хрупким интерметаллидом, содержит около 35--38% Mg.

По равновесной диаграмме состояния в сплавах с 10% Mg в-фаза выделяется из твердого раствора вследствие уменьшения растворимости магния в алюминии с понижением температуры .В реальных условиях затвердевания вследствие интенсивно протекающих процессов микроликвации и недостаточной скорости диффузионных процессов в-фаза выделяется из маточного раствора при 450° С в форме выродившейся эвтектики. Это было доказано опытами (затвердевающий сплав закаливали при разных температурах). Количество в-фазы, образующейся в результате выделения из твердого раствора б, зависит от содержания магния в сплаве. По имеющимся данным, при литье в песчаную форму до 7% удерживается в твердом растворе.

Механизм выделения в-фазы в зависимости от продолжительности старения недостаточно выяснен. Допускается следующая последовательность процесса старения: «зоны», обогащенные магнием, неравновесная в' -- равновесная в. алюминий коррозия закалочный гомогенизация

Существование зон подтверждается лишь измерением электросопротивления сплавов. Строение фаз в' и в, выделяющихся в форме мелких пластин, отличается большой сложностью. Эти фазы исследовались методом рентгеноструктурного анализа.

В работе изучено влияние времени гомогенизации H закалочной среды на процессы старения. Чем больше время гомогенизации, тем равномернее распределен магний по сечению зерна. При гомогенизации в течение 16 ч последующее старение приводит к образованию выделений только в зонах, обогащенных магнием, т. е. вблизи границ зерен, а дендритное строение сплава обнаруживается отчетливо. При постепенном увеличении времени гомогенизации выравнивается распределение выделении по сечению зерен после старения. Однако даже после нагрева в течение 160 ч при равномерном распределении выделений обнаруживаются отдельные участки, имеющие очертания дендритов. В последнем случае в противоположность картине, наблюдаемой после гомогенизации в течение 16 ч, районы вблизи границ зерен обеднены выделениями. Во всех случаях выделения имеют форму игл.

Помимо времени гомогенизации, на образование выделений оказывают влияние условия закалки. При закалке в холодную воду в-фаза при последующем старении выделяется по границам зерен в непрерывной форме. Закалка в кипящую воду или горячее масло дает после старения выделения в-фазы по границам зерен в форме разобщенных включений.

При обсуждении и анализе результатов признано, что остаточная дендритная ликвация и обеднение вакансиями зон, прилегающих к границам зерна, оказывают важное влияние на условия и характер выделений в-фазы. Вакансии ускоряют процесс выделения в-фазы, так как ее образование сопровождается увеличением объема. По границам зерен процессы выделения и последовательного превращения идут на одну стадию быстрее, так как возможность образования зародышей здесь большая.

Свободные от выделений области по границам зерен являются слабым местом отливок, и поэтому разрушение идет по границам зерна, особенно во второй стадии, при закалке в холодную воду, когда в-фаза образует непрерывные цепочки. Прочностные свойства отливок понижаются. Коррозионная же стойкость сильнее всего ухудшается во время превращения в'>в . Можно считать, что коррозионная стойкость сплавов зависит от характера выделений в-фазы. Это согласуется с тем, что сплавы, закаленные в холодной воде, имеют пониженную коррозионную стойкость. Сплавы системы алюминий -- магний, содержащие до 6% Mg, не упрочняются термической обработкой. Закалка на твердый раствор заметно повышает механические свойства сплавов, содержащих более 9% Mg.

Среди двойных алюминиевомагниевых сплавов наибольшей прочностью при высокой пластичности в закаленном состоянии обладают сплавы с 10--12% Mg. При дальнейшем увеличении содержания магния механические свойства сплавов понижаются, так как не удается в процессе термической обработки перевести в твердый раствор избыточную в-фазу, обусловливающую хрупкость сплава. Поэтому все промышленные сплавы системы Al--Mg принадлежат к типу твердых растворов с содержанием магния не более 13%.

Размещено на Allbest.ru