Az alumínium és alumíniumötvözetek korróziója elsősorban a lyukkorróziót, a szemcseközi korróziót, a feszültségkorróziós repedést és a hámlási korróziót foglalja magában. Bár az alumíniumnak meglehetősen magas a korrózióállósága, függetlenül attól, hogy milyen fémből van vagy milyen magas a korrózióállósága, a használat során mindig fellép valamilyen fokú korróziós veszteség. Az alumínium éves korróziós vesztesége az éves alumíniumtermelés körülbelül 0,5%-a. A deformált alumíniumötvözetek közül a 6000-es sorozat rendelkezik a legmagasabb termeléssel. Annak ellenére, hogy korrózióállósága nem olyan jó, mint az 1000-es, 3000-es vagy 5000-es sorozatú alumíniumötvözeteké, jóval magasabb, mint a 2000-es és 7000-es sorozatú alumíniumötvözeteké. A 6000-es sorozatú ötvözetek szintén hajlamosabbak a szemcseközi korrózióra, ezért a szemcseközi korrózióra vonatkozó érzékenységértékelést el kell végezni a fontos szerkezetekben használt 6000-es sorozatú alumíniumötvözet anyagok esetében.
Az alumínium korrózió osztályozása
A korróziós morfológia szempontjából az alumínium korrózió általános korrózióra és lokalizált korrózióra osztható. Az előbbi, más néven egységes korrózió vagy összkorrózió, a környezettel érintkező anyagfelület egyenletes károsodását jelenti. Az alumínium lúgos oldatokban történő korróziója az egyenletes korrózió tipikus példája, például lúgos tisztításnál, ahol az alumínium felülete megközelítőleg azonos sebességgel vékonyodik, ami tömegcsökkenéshez vezet. Meg kell azonban jegyezni, hogy abszolút egyenletes korrózió nem létezik, mivel a vastagság elvékonyodása a különböző területeken eltérő. A lokalizált korrózió olyan korrózióra utal, amely a szerkezet meghatározott régióira vagy részeire korlátozódik, és a következő kategóriákra osztható:
1. Gödrös korrózió
A lyukasztó korrózió a fémfelület rendkívül lokalizált helyein vagy foltjaiban fordul elő, és befelé nyúló üregeket vagy gödröket okoz, és akár perforációt is okozhat. Ha a gödörnyílás átmérője kisebb, mint a gödör mélysége, lyukkorróziónak nevezzük; ha a gödörnyílás átmérője nagyobb, mint a gödör mélysége, azt réskorróziónak nevezhetjük. Valójában nincs szigorú határ a lyukkorrózió és a réskorrózió között. Az alumíniumon fellépő korrózió kloridokat tartalmazó vizes oldatokban tipikus példája a pontkorróziónak. Az alumíniumkorrózióban a lyukkorrózió a leggyakoribb, amelyet az alumínium egy bizonyos területe, amelynek potenciálja eltér az alapfém potenciáljától, vagy az alumínium nem nemesfém potenciáljától eltérő potenciállal rendelkező szennyeződések jelenléte okozza.
2. Szemcseközi korrózió
Ez a típusú korrózió a fémek vagy ötvözetek szemcsehatárain lép fel anélkül, hogy magukat a szemcséket vagy kristályokat jelentős mértékben megtámadná. Ez a szelektív korrózió egy formája, amely drasztikusan csökkentheti az anyag mechanikai tulajdonságait, ami szerkezeti károsodást vagy balesetet okozhat. A szemcseközi korrózió oka, hogy bizonyos körülmények között a szemcsehatárok nagyon aktívak, például szennyeződések jelenléte a szemcsehatárokon, vagy egy adott ötvözőelem növekedése vagy csökkenése a szemcsehatárokon. Más szavakkal, a szemcsehatáron egy vékony tartománynak kell lennie, amely elektronegatív az alumínium többi részéhez képest, és amely elsősorban korrodál. A nagy-tisztaságú alumínium ilyen típusú korróziót tapasztalhat sósavban és magas{5}}hőmérsékletű vízben. Az olyan ötvözetek, mint az Al-Cu, Al-Mg-Si, Al-Mg és Al-Zn-Mg, mind érzékenyek a szemcseközi korrózióra.
3. Galvanikus korrózió
A galvanikus korrózió is az alumíniumkorrózió jellegzetes formája. Amikor egy kevésbé reakcióképes fém és egy reaktívabb fém, például alumínium érintkezik ugyanabban a környezetben, vagy egy vezető köti össze őket, galvanikus pár képződik, amely áramáramlást okoz, és galvanikus korróziót eredményez. A galvanikus korróziót bimetallikus korróziónak vagy kontaktkorróziónak is nevezik. Az alumínium nagyon negatív természetes potenciállal rendelkezik, és amikor más fémekkel érintkezik, mindig anódként működik, felgyorsítva a korróziót. Szinte minden alumínium és alumíniumötvözet nem kerülheti el a galvanikus korróziót. Minél nagyobb a potenciálkülönbség a két érintkező fém között, annál súlyosabb a galvanikus korrózió. Meg kell jegyezni, hogy galvanikus korrózió esetén a területarány rendkívül fontos; a nagy katód kis anóddal párosítva a legkedvezőtlenebb kombináció.
4. Réskorrózió
Amikor azonos vagy különböző típusú fémek, vagy fémek nem{0}}fémekkel érintkeznek, rések képződnek, amelyek korrózióhoz vezetnek a résnél vagy a szomszédos területeken, míg a résen kívüli részek korrodálatlanok maradnak. Ezt a résen belüli oxigénhiány okozza, ami egy koncentrációs sejt kialakulását eredményezi. A réskorrózió szinte független az ötvözet típusától, és még a nagyon korrózióálló -ötvözetek is tapasztalhatják. A rés tetején lévő savas környezet a korrózió hajtóereje, és a lerakódás alatti korrózió egyik formája. A 6063-as ötvözetből készült építészeti alumíniumprofilok habarcs alatti korróziója a lerakódások{8}}kiváltotta réskorrózió nagyon gyakori típusa. A karimás csatlakozások, anyás rögzítési felületek, átlapolt illesztések, hegesztési pórusok, rozsdarétegek alatti területek, valamint a fémfelületen lévő lerakódások, például iszap, vízkő és szennyeződések mind kiválthatják a réskorróziót.
5. Stresszkorróziós repedés
A feszültségkorróziós repedés olyan korróziós repedés, amelyet húzófeszültség és specifikus korrozív közeg együttes fennállása okoz. A feszültség lehet a fémen belüli külső vagy maradó feszültség, amely utóbbi a feldolgozás és a gyártás során bekövetkező deformáció, az oltás során fellépő intenzív hőmérséklet-változás, vagy a belső szerkezeti változások miatti térfogatváltozások következtében alakulhat ki. A szegecselés, csavarrögzítés, préskötések vagy zsugorkötések által okozott feszültségek is maradó feszültségek. Feszültségkorróziós repedés akkor következik be, amikor a fémfelület húzófeszültsége eléri az Rpo.2 folyáshatárt. A 2000-es és 7000-es sorozatú alumíniumötvözetek vastag lemezeiben maradó feszültség keletkezik az oltás során, és az öregítési kezelés előtti előfeszítéssel ki kell küszöbölni, hogy megakadályozzák a deformációt a repülőgép-alkatrészek megmunkálása során, vagy akár az alkatrészekre való átvitelt.
6. Szemcseközi korrózió
Az ilyen típusú korróziót hámlásnak, hámlásnak vagy lamellás korróziónak is nevezik, és egyszerűen hámlásnak is nevezhetjük. Ez a korrózió egy speciális formája a 2000-es, 5000-es, 6000-es és 7000-es sorozatú ötvözetekben, általában az extrudálásoknál. Ha megtörténik, rétegről rétegre tud lehámozni, mint a csillám.
7. Szálalakú korrózió
Ez a korrózió egy olyan fajtája, amely csigaszerű mintázatban{0}}fejlődhet a festékfólia vagy más alumíniumbevonatok alatt, de ezt a korróziót nem találták az eloxált filmek alatt. Általában a repülőgép alumínium szerkezeti alkatrészeinek és alumínium alkatrészeknek bevonata alatt található épületekben vagy szerkezetekben. A szálalakú korrózió az anyag összetételével, a bevonat előtti-előkezeléssel és a környezeti tényezőkkel függ össze. A környezeti tényezők a hőmérséklet, a páratartalom, a kloridok stb.
6000-es sorozatú ötvözetek szemcseközi korróziója
A legtöbb esetben a szemcseközi korrózió kis mennyiségű rezet és nagy mennyiségű Si/Mg-ot tartalmazó ötvözetekben fordul elő. Általában a legtöbb réz{1}}tartalmú ötvözetben a réztartalom nem haladja meg a 0,4%-ot, és csak négy ötvözet-6013, 6113, 6056 és 6156{10}}tartalma eléri az 1,1%-ot. Rezet adnak az Al-Mg-Si-ötvözetekhez, hogy javítsák az ötvözet mechanikai tulajdonságait. Tanulmányok kimutatták, hogy a szemcseközi korrózióra érzékeny ötvözetekben a nagy-felbontású pásztázó transzmissziós elektronmikroszkópia gyakran réz-dús szegregált rétegeket és katódos Q-fázisú csapadékot tár fel. A Q-fázis egy kvaterner intermetallikus fázis, amelynek molekulaképlete Cu2Mg8Si5Al4, a szemcsehatárok mentén kicsapódik, és a szomszédos szilárd oldat anódos feloldódását okozza, ami csapadékmentes zónákat eredményez.
Szemcsék közötti korrózióérzékenységi teszt
Az alumíniumötvözetek szemcseközi korróziós érzékenységének meghatározásakor két általános vizsgálati módszert alkalmaznak: a helyszíni tesztelést- és a gyorsított bemerítési vizsgálatot. A gyorsított teszteknél a korrózió felgyorsítása érdekében gyakran használnak olyan oldatokat, mint a kálium-klorid tartalmú sósav (ISO 11846 B módszer) vagy a hozzáadott hidrogén-peroxid (ASTM G110) kálium-klorid. A tesztelés után a próbadarab keresztmetszetét metallográfiailag{5}}megvizsgálják, vagy megmérik a mechanikai tulajdonságok elvesztését. Az ISO 11846 gyorsított tesztek eredményei nagymértékben összhangban vannak a tengeri légkörben végzett helyszíni-tesztekkel. A gyorsított vizsgálatok során azonban a szemcseközi korrózióra érzékeny alumíniumanyagok a minta felületének közelében szinte minden szemcsehatáron súlyos korróziót mutatnak (egyenletes szemcseközi korrózió), míg a helyszíni{10}}helyi vizsgálatok során a minta felülete csak korlátozott területeken mutat korróziót (lokalizált korrózió). Mindazonáltal a gyorsított tesztelés továbbra is a standard módszer annak meghatározására, hogy egy anyag hajlamos-e a szemcsehatárok korróziójára.
