Corrosione dell'alluminio e delle sue leghe. Metodi per combattere e proteggere l'alluminio dalla corrosione

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-02 13:57

Sebbene l'alluminio sia un metallo non ferroso e, rispetto all'acciaio ordinario, sia relativamente costoso, è ampiamente utilizzato dall'uomo. Questo materiale resistente e leggero può essere utilizzato nella vita di tutti i giorni, nella costruzione e nella produzione. La formula chimica dell'alluminio nella tavola periodica si presenta così: Al.

È corroso

Arrugginisce l'alluminio, come sai, molto lentamente. Almeno, ferro e acciaio non possono essere paragonati ad esso in questo senso. La resistenza dell'alluminio alla corrosione è spiegata principalmente dal fatto che, in condizioni normali, sulla sua superficie si forma una sottile pellicola protettiva di ossido. Di conseguenza, l'attività chimica dell'alluminio è nettamente ridotta.

Fattori che influenzano la resistenza alla ruggine

L'alluminio è resistente alla corrosione, ma in alcuni casi può comunque iniziare a rompersi abbastanza rapidamente a causa dell'ossidazione. Questo di solito accade quando il film è danneggiato per qualche motivo o è impossibile formarlo.

Molto spesso, l'alluminio perde la sua sottile protezione esterna sotto l'influenza degli acidio alcali. Anche i normali danni meccanici possono causare la distruzione del film.

Tipi di corrosione

Dopo la distruzione del film, Al e le sue leghe iniziano ad arrugginirsi, cioè ad autodistruggersi, come molti altri metalli. Questo può esporre alluminio e corrosione:

1. Chimica. In questo caso, la ruggine si verifica in un ambiente gassoso senza acqua. In questo caso, la superficie del prodotto in alluminio viene distrutta in modo uniforme su tutta l'area.
2. Elettrochimico. La corrosione dell'alluminio in questo caso si verifica in un ambiente umido.
3. Gas. Questo tipo di corrosione si verifica quando l'alluminio è a diretto contatto con alcuni gas chimicamente aggressivi.

L'equazione per la corrosione dell'alluminio (ossidazione con ossigeno) nell'aria è la seguente: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

La formula chimica della pellicola protettiva di ossido è AL₂O_3.

Leghe

La varietà più resistente alla corrosione è l'alluminio tecnico. Cioè, metallo quasi puro al 90%. Le leghe di alluminio, purtroppo, sono molto più soggette alla ruggine. Si ritiene che le impurità di magnesio riducano meno di tutte la resistenza alla corrosione di questo metallo e soprattutto le impurità di rame.

Leghe Mg-Al

Tali materiali sono ampiamente utilizzati nell'edilizia, nell'industria alimentare e chimica. Sono anche molto spesso utilizzati nell'ingegneria meccanica. Si ritiene che tali materiali siano adatti per la costruzione di strutture,esposto all'acqua di mare.

Nel caso in cui il magnesio non sia più del 3% nella composizione della lega, avrà quasi le stesse proprietà anticorrosione dell'alluminio tecnico. Il magnesio in tale lega è in soluzione solida e sotto forma di particelle di Al8Mg5 distribuite uniformemente in tutta la matrice.

Se la lega contiene più del 3% di questo metallo, le particelle di Al8Mg5 iniziano a cadere, per la maggior parte, non all'interno dei grani, ma lungo i loro bordi. E questo, a sua volta, ha un effetto estremamente negativo sulle proprietà anticorrosive del materiale. Cioè, il prodotto diventa molto meno resistente alla ruggine.

Leghe di magnesio e silicio

Tali materiali sono spesso usati in ingegneria e costruzioni. Mg2Si rende le leghe di questa varietà molto resistenti. A volte anche il rame è un componente di tali elementi. Viene anche introdotto nella lega per l'indurimento. Tuttavia, il rame viene aggiunto a tali materiali in quantità molto piccole. In caso contrario, le proprietà anticorrosione della lega di alluminio potrebbero essere notevolmente ridotte. La ruggine intercristallina in essi inizia già con l'aggiunta di oltre lo 0,5% di rame.

Inoltre, la suscettibilità alla corrosione di tali materiali può aumentare con un aumento ingiustificato della quantità di silicio inclusa nella loro composizione. Questa sostanza viene aggiunta alle leghe di alluminio, solitamente in proporzioni tali che dopo la formazione di Mg2Si non rimane nulla. Il silicio nella sua forma pura contiene solo alcuni materiali di questa varietà.

Corrosione di alluminio ele sue leghe di zinco

Al arrugginisce, come già accennato, più lentamente delle sue leghe. Ciò vale anche per i materiali del gruppo Al-Zn. Tali leghe sono molto richieste, ad esempio, nell'industria aeronautica. Alcune varietà possono contenere rame, altre no. In questo caso, il primo tipo di leghe, ovviamente, è più resistente alla corrosione. A questo proposito, i materiali Al-Zn sono paragonabili al magnesio-alluminio.

Le leghe di questa varietà con l'aggiunta di rame mostrano segni di una certa instabilità alla ruggine. Ma allo stesso tempo vengono distrutti a causa della corrosione, sono ancora più lenti di quelli realizzati con magnesio e Cu.

Modi di base per affrontare la ruggine

Naturalmente, il tasso di corrosione dell'alluminio e delle sue leghe può anche essere ridotto artificialmente. Ci sono solo pochi modi per proteggere tali materiali dalla ruggine.

Ad esempio, è possibile escludere il contatto di questo metallo e delle sue leghe con l'ambiente verniciando i materiali di verniciatura. Inoltre, viene spesso utilizzato un metodo elettrochimico per proteggere l'alluminio dalla ruggine. In questo caso, il materiale viene inoltre ricoperto da uno strato di metallo più attivo.

Un altro modo per proteggere Al dalla ruggine è l'ossidazione ad alta tensione. Una tecnica di verniciatura a polvere può essere utilizzata anche per prevenire la corrosione dell'alluminio. Usato per proteggerlo, ovviamente, e antiruggine.

Come avviene l'ossidazione

Utilizzando questa tecnica, l'alluminio e le sue leghe sono spesso protetti dalla corrosione. Eseguireossidazione sotto una tensione di 250 V. Usando questa tecnica, si forma un forte film di ossido sulla superficie di un metallo o di una sua lega.

L'influenza sul materiale da parte della corrente in questo caso viene effettuata mediante raffreddamento ad acqua. A basse temperature, a causa dello stress, sulla superficie dell'alluminio si forma un film molto forte e denso. Se la procedura viene eseguita ad alte temperature, risulta piuttosto allentata. L'alluminio lavorato in un tale ambiente necessita di una protezione aggiuntiva dal contatto con l'aria (verniciatura).

Quando si utilizza questa tecnologia, il prodotto viene prima sgrassato in una soluzione di acido ossalico. L'alluminio o la lega viene quindi immerso in alcali. Successivamente, il metallo è influenzato dalla corrente. Nella fase finale, se l'ossidazione è stata eseguita a una temperatura sufficientemente elevata, il materiale viene ulteriormente tinto per immersione in soluzioni saline e quindi trattato con vapore.

Utilizzare LMB

Questo metodo, come l'ossidazione, viene utilizzato per proteggere l'alluminio dalla ruggine abbastanza spesso. Tale materiale può essere verniciato a secco, a umido oa polvere. Nel primo caso, l'alluminio viene prima trattato con una composizione contenente zinco e stronzio. Inoltre, lo stesso LKM viene applicato al metallo.

Quando si utilizza il metodo in polvere, il piano di lavoro viene presgrassato mediante immersione in soluzioni alcaline o acide. Inoltre, al prodotto vengono applicati composti di cromato, zirconio, fosfato o titanio.

Usaisolanti

Molto spesso, altri metalli diventano stimolanti per l'inizio di processi di corrosione nell'alluminio e nelle sue leghe. Questo di solito accade con il contatto diretto dei prodotti o delle loro parti. Per evitare che l'alluminio si arrugginisca, in questo caso vengono utilizzati isolanti speciali. Tali guarnizioni possono essere realizzate in gomma, paronite, bitume. Anche in questo caso si possono utilizzare vernici e pitture. Un altro modo per proteggere l'alluminio dalla corrosione a contatto con altri materiali è ricoprirne la superficie con cadmio.

È particolarmente importante garantire che le parti in alluminio nei vari meccanismi e assiemi siano isolate dal contatto diretto con il rame. Si ritiene inoltre che non solo le parti in alluminio debbano essere protette dal contatto con altri metalli. In termini di resistenza alla corrosione, il ferro è molto inferiore all'alluminio, come l'acciaio, ad esempio. Pertanto, tali metalli e alcuni altri sono spesso protetti in modo speciale. I materiali sono semplicemente ricoperti da uno strato protettivo di alluminio. Naturalmente, tali prodotti devono anche essere protetti dal contatto con rame o altri metalli.