Coroziunea aluminiului și a aliajelor de aluminiu include în principal pitting, coroziune intergranulară, fisurare prin coroziune sub tensiune și coroziune prin exfoliere. Deși aluminiul are o rezistență la coroziune destul de mare, ca orice material metalic, indiferent cât de rezistent este la coroziune, va experimenta inevitabil un anumit grad de pierdere la coroziune în timpul utilizării. Pierderea anuală de coroziune a aluminiului este de aproximativ 0,5% din producția anuală de aluminiu. Dintre aliajele de aluminiu deformate, seria 6000 are cel mai mare volum de producție. Deși rezistența sa la coroziune nu este la fel de bună ca cea a aliajelor din seria 1000, 3000 sau 5000, este semnificativ mai bună decât cea a aliajelor din seria 2000 și 7000. Aliajele din seria 6000 sunt, de asemenea, relativ predispuse la coroziune intergranulară, astfel încât trebuie evaluată sensibilitatea la coroziune intergranulară a materialelor din aluminiu din seria 6000 utilizate pentru structurile critice.
Clasificarea coroziunii aluminiului
Din perspectiva morfologiei coroziunii, coroziunea aluminiului poate fi împărțită în coroziune generală și coroziune localizată. Prima se mai numește și coroziune uniformă, sau coroziune generală, referindu-se la deteriorarea uniformă a suprafeței materialului în contact cu mediul. Coroziunea aluminiului în soluții alcaline este un exemplu tipic de coroziune uniformă, cum ar fi curățarea alcalină, unde rezultatul este subțierea suprafeței aluminiului la aproximativ aceeași viteză, ceea ce duce la o pierdere de masă. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că coroziunea uniformă absolută nu există, deoarece reducerea grosimii variază în diferite zone. Coroziunea localizată se referă la coroziunea care are loc în anumite regiuni sau părți ale unei structuri și poate fi împărțită în următoarele tipuri:
1. Coroziune prin pitting
Coroziunea prin pitting are loc în zone foarte localizate sau pete de pe suprafața metalului, provocând găuri sau gropi care se extind spre interior și pot duce chiar la perforare. Când diametrul deschiderii gropii este mai mic decât adâncimea gropii, se numește coroziune prin pitting; când diametrul deschiderii gropii este mai mare decât adâncimea, poate fi numită coroziune în cavitate. În practică, nu există o graniță strictă între coroziune cu sâmburi și cavitate. Coroziunea aluminiului în soluții apoase care conțin cloruri este un exemplu tipic de coroziune prin pitting. În coroziunea aluminiului, pitting este cea mai comună formă și este cauzată de o anumită zonă de aluminiu care are un potențial diferit de metalul de bază sau de prezența impurităților cu un potențial diferit de matricea de aluminiu.
2. Coroziunea intergranulară
Acest tip de coroziune are loc la limitele de granule ale metalelor sau aliajelor fără eroziunea evidentă a granulelor sau a cristalelor în sine. Este o coroziune selectivă care poate reduce drastic proprietățile mecanice ale materialului, ducând potențial la daune structurale sau accidente. Coroziunea intergranulara apare deoarece, in anumite conditii, limitele de cereale sunt foarte active; de exemplu, pot exista impurități la granițele granulelor sau concentrația unui anumit element de aliere la limita granulelor poate crește sau scădea. Cu alte cuvinte, trebuie să existe un strat subțire pe granița granulelor care este negativ electric față de restul aluminiului, care se corodează în mod preferențial. Aluminiul de-puritate ridicată poate suferi acest tip de coroziune în acid clorhidric și apă fierbinte. Aliajele AI-Cu, AI-Mg{-Si, Al-Mg și Al{-Zn{-Mg sunt toate sensibile la coroziunea intergranulară.
3. Coroziunea Galvanică
Coroziunea galvanică este o altă formă caracteristică de coroziune pentru aluminiu. Atunci când un metal mai puțin activ și un metal mai activ, cum ar fi aluminiul (anodul) sunt în contact în același mediu, sau sunt conectate printr-un conductor, se formează un cuplu galvanic, provocând un flux de curent și rezultând coroziune galvanică. Coroziunea galvanică este cunoscută și sub denumirea de coroziune bimetală sau coroziune de contact. Aluminiul are un potențial natural foarte negativ, iar atunci când intră în contact cu alte metale, acționează întotdeauna ca anod, accelerând coroziunea. Aproape toate aluminiul și aliajele de aluminiu sunt predispuse la coroziune galvanică. Cu cât diferența de potențial dintre cele două metale în contact este mai mare, cu atât coroziunea galvanică este mai gravă. Este deosebit de important de remarcat faptul că în coroziunea galvanică, factorul de suprafață este extrem de important, un catod mare și un anod mic fiind combinația cea mai dezavantajoasă.
4. Coroziunea în crăpături
Atunci când aceleași metale sau diferite metale intră în contact sau când metalele intră în contact cu ne-metale, se poate forma o crăpătură, ceea ce duce la coroziune în sau în apropierea crăpăturii, în timp ce zona din afara crăpăturii rămâne necorodată. Acest lucru se datorează lipsei de oxigen în interiorul crăpăturii, ceea ce duce la formarea unei celule de concentrare. Coroziunea în crăpături este aproape independentă de tipul de aliaj; chiar și aliajele puternic-rezistente la coroziune pot experimenta acest lucru. Un mediu acid din partea de sus a crăpăturii conduce la coroziune, făcându-l o formă de coroziune sub-depozit (sau subscală). Coroziunea la suprafață sub mortar pe profilele de clădire din aluminiu 6063 este un tip foarte comun de coroziune în fisuri sub depozite. Conexiunile cu flanșă, zonele de fixare a piulițelor, suprafețele suprapuse, porii de sudură și suprafețele metalice aflate sub rugină, nămol sau alte depuneri pot declanșa coroziunea în crăpături.
5. Fisurare prin coroziune sub tensiune
Fisurarea prin coroziune sub tensiune apare atunci când coexistă tensiunea de tracțiune și mediile corozive specifice, ceea ce duce la fisurarea coroziunii. Tensiunea poate fi stres extern sau rezidual în metal. Acestea din urmă pot fi generate în timpul deformării în procesele de fabricație, în timpul schimbărilor severe de temperatură la călire sau din cauza modificărilor de volum cauzate de modificările structurale interne. Tensiunile cauzate de nituire, șuruburi, prin presare sau prin contractare sunt, de asemenea, tensiuni reziduale. Când efortul de întindere pe suprafața metalului atinge limita de curgere Rpo.2, poate apărea fisurarea prin coroziune prin tensiune. Plăcile groase din aliajele de aluminiu din seriile 2000 și 7000 dezvoltă tensiuni reziduale în timpul călirii, care ar trebui atenuate prin pre-întindere înainte de tratamentul de îmbătrânire pentru a preveni deformarea pieselor de aeronave în timpul prelucrării sau introducerea de solicitări reziduale în piese.
6. Coroziunea lamelară
Acest tip de coroziune, cunoscut și sub denumirea de delaminare, ruptură sau coroziune lamelară și adesea denumit pur și simplu exfoliere, este o formă specială de coroziune întâlnită în aliajele de aluminiu din seriile 2000, 5000, 6000 și 7000. Este comun în materialele extrudate și, odată ce apare, se poate desprinde strat cu strat, cum ar fi mica.
7. Coroziunea filiformă
Această coroziune se poate dezvolta sub vopsea sau alte acoperiri de pe aluminiu într-un model asemănător vierme{0}, deși nu a fost observată sub filmele anodizate. În general, apare sub acoperiri ale componentelor structurale din aluminiu aeronavelor sau ale componentelor din aluminiu de construcție/structură. Coroziunea filiformă este legată de compoziția materialului, de pre-tratamentul înainte de acoperire și de factorii de mediu, cum ar fi temperatura, umiditatea și clorurile.
