สาเหตุของการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมและมาตรการป้องกัน

สถานะปัจจุบันของการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียม

เป็นวัสดุโลหะที่มีประสิทธิภาพเหนือกว่า, อลูมิเนียมอัลลอยด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา เช่น การต่อเรือและรถไฟความเร็วสูง. อย่างไรก็ตาม, อลูมิเนียมอัลลอยด์ประสบปัญหาการกัดกร่อนอย่างรุนแรงในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน.

ในสภาพแวดล้อมที่มีบรรยากาศแห้งแล้ง, ฟิล์มทู่บนพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมมีความเสถียรและไม่ถูกทำลายง่าย. อย่างไรก็ตาม, รูพรุนในท้องถิ่นจะเกิดขึ้นหากสัมผัสกับสภาพแวดล้อมในบรรยากาศกลางแจ้งเป็นเวลานาน. ตัวอย่างเช่น, หลังจากที่ไอออนของฝุ่นเกาะอยู่บนพื้นผิว, โซนขาดออกซิเจนจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวโลหะในฟิล์มน้ำใต้ไอออนของฝุ่น, ส่งผลให้ฟิล์มฟิล์มถูกทำลายและความสามารถในการสร้างฟิล์มในตัวเองลดลง.

การกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียม

ในบรรยากาศอุตสาหกรรม, ฟิล์มป้องกันเสียหายได้ง่ายและความต้านทานการกัดกร่อนลดลง. โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีฝนตกกรดซัลเฟอร์ออกไซด์, ความต้านทานการกัดกร่อนลดลงอย่างมาก, และด้านหน้าของวัสดุอลูมิเนียมโดยทั่วไปจะเป็นสีดำ, สีดำมีจุดสีขาวหรือสีเทามีจุดสีดำ.

ในบรรยากาศท้องทะเล, ซีแอล- มีผลทำลายล้างอย่างรุนแรงต่อฟิล์มทู่. สถานะพาสซีฟของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ในน้ำทะเลไม่เสถียร, และการกัดกร่อนในท้องถิ่นเป็นรูปแบบการกัดกร่อนหลัก. การกัดกร่อนเฉพาะจุดที่พบบ่อย ได้แก่ การกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยก. อลูมิเนียมบริสุทธิ์ไม่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรน, ในขณะที่อลูมิเนียมอัลลอยด์มีความไวต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนมากกว่า. การกัดกร่อนจากความเค้นส่วนใหญ่เกิดขึ้นในอะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูงที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน, และทั้งหมดนี้เป็นประเภทการแตกร้าวตามขอบเกรน. เมื่ออะลูมิเนียมอัลลอยด์สัมผัสกับโลหะส่วนใหญ่ในน้ำทะเล, พวกมันเป็นขั้วบวก, ซึ่งจะเร่งการกัดกร่อนของอลูมิเนียม. ในบริเวณที่จมน้ำเต็มที่หรือบริเวณช่วงน้ำขึ้นน้ำลง, การปนเปื้อนทางชีวภาพในทะเลบนพื้นผิวนั้นรุนแรงกว่าโลหะชนิดอื่น, ซึ่งจะทำให้การกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมในท้องถิ่นรุนแรงขึ้น.

ภายใต้สภาพแวดล้อมการกัดกร่อนที่แตกต่างกัน, ระดับรูพรุนเฉลี่ยของโลหะผสมอลูมิเนียมใน 20 ปีเป็นเรื่องร้ายแรง. ในสภาพแวดล้อมในชนบท, มันคือ 10~55μm; ในสภาพแวดล้อมในเมือง, มันคือ 100~190μm; ในสภาพแวดล้อมทางทะเล, มันคือ 85~260μm. เมื่ออลูมิเนียมสัมผัสกับโลหะเช่นเหล็ก, ทองแดงและสแตนเลส, มีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของกัลวานิก.

ปัญหาการกัดกร่อนของโลหะผสมอะลูมิเนียมไม่เพียงแต่ส่งผลต่อความสวยงามเท่านั้น, แต่ยังลดความแข็งแรงและอายุการใช้งานอีกด้วย, และยังคุกคามความปลอดภัยในการใช้งานอีกด้วย. ตัวอย่างเช่น, ในการก่อสร้างเรือ, การกัดกร่อนของโครงสร้างอลูมิเนียมอัลลอยด์อาจทำให้ตัวถังทะลุได้, ส่งผลต่อความปลอดภัยในการเดินเรือของเรือ; ในรถไฟความเร็วสูง, การกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมอาจส่งผลต่อความมั่นคงในการวิ่งและความปลอดภัยของรถไฟ. ดังนั้น, การแก้ปัญหาการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมเป็นสิ่งสำคัญ.

“ศัตรูธรรมชาติ” ของการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียม

(ฉัน) กลัวสารเคมี

อลูมิเนียมอัลลอยด์มีความไวต่อสารเคมีเช่นด่างมาก, กรด, และคลอไรด์, และมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาการกัดกร่อน. เมื่ออะลูมิเนียมอัลลอยด์เจอกับสารอัลคาไลน์เข้มข้น, เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์, ฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวจะถูกทำลาย, และอะลูมิเนียมก็จะละลายเข้าไป, จึงถูกออกซิเจนกัดกร่อน. กรดซัลฟิวริกเจือจางจะกัดกร่อนฟิล์มป้องกันที่มีความหนาแน่นบนพื้นผิวของโลหะผสมอะลูมิเนียมด้วย. สูตรทางเคมีคือ Al₂O₃+3H₂SO₄USTAl₂(ดังนั้น₄)₃+3H₂O. นอกจากนี้, การกัดกร่อนอย่างหนึ่งที่อลูมิเนียมอัลลอยด์กลัวที่สุดคือคลอไรด์. แม้ว่าโลหะผสมอลูมิเนียมจะเป็นวัสดุที่ต้องการในการผลิตอุปกรณ์ทางทะเล, สะพาน, รถยนต์, และเรือ, น้ำเกลือคลอไรด์มีฤทธิ์กัดกร่อนอย่างรุนแรงต่อโลหะผสมอลูมิเนียม. เมื่อพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมถูกปนเปื้อนด้วยน้ำเกลือคลอไรด์, มันจะสูญเสียความเหนียวเนื่องจากการโจมตีของคลอไรด์ และได้รับความเสียหายได้ง่ายจากความเครียดทางกลซ้ำๆ.

สาเหตุของการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียม

(ครั้งที่สอง) ความกังวลเกี่ยวกับโปรไฟล์ที่ด้อยกว่า

โปรไฟล์อลูมิเนียมรีไซเคิลที่มีสิ่งเจือปนซึ่งผลิตโดยผู้ผลิตที่ไม่เป็นทางการถือเป็นอันตรายที่สำคัญที่ซ่อนเร้นจากการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียม. หากโปรไฟล์อลูมิเนียมที่ใช้สำหรับประตูและหน้าต่างอลูมิเนียมอัลลอยด์ไม่ได้ผลิตโดยผู้ผลิตทั่วไปและไม่เป็นไปตามมาตรฐานระดับชาติ, แต่อะลูมิเนียมรีไซเคิลที่มีสารเจือปนถูกนำมาใช้ในการตกปลาในแหล่งน้ำที่มีปัญหา, ประตูและหน้าต่างอลูมิเนียมดังกล่าวจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดสนิมและการกัดกร่อน. โปรไฟล์ที่ด้อยกว่านี้มีข้อบกพร่องในกระบวนการผลิตและคุณภาพของวัสดุ, และชั้นออกไซด์ของพื้นผิวก็เสียหายได้ง่าย, ซึ่งไม่สามารถป้องกันอลูมิเนียมอัลลอยด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ, จึงเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดสนิมและการกัดกร่อนของอลูมิเนียมอัลลอยด์.

(ที่สาม) ความเสี่ยงจากสภาพแวดล้อมพิเศษ

ในสภาพแวดล้อมพิเศษ เช่น มหาสมุทรและอุตสาหกรรม, อลูมิเนียมอัลลอยด์ต้องเผชิญกับความท้าทายในการกัดกร่อนอย่างรุนแรง. ในสภาพแวดล้อมทางทะเล, อลูมิเนียมอัลลอยด์ไวต่อการเกิดออกซิเดชัน, ซัลไฟด์, และการกัดกร่อนของคลอไรด์. การกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมในมหาสมุทรส่วนใหญ่เกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและการกระทำของคลอไรด์ไอออน. ไอออนคลอไรด์ในน้ำทะเลจะแทรกซึมเข้าไปในพื้นผิวของโลหะผสมและก่อตัวเป็นชั้นออกไซด์กับพื้นผิวอลูมิเนียม. อย่างไรก็ตาม, ภายใต้การสัมผัสในระยะยาว, คลอไรด์ไอออนจะทำลายชั้นออกไซด์, ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนที่รุนแรงขึ้นของโลหะผสมอลูมิเนียม. ในเวลาเดียวกัน, ซัลไฟด์ยังเป็น "ศัตรูธรรมชาติ" สำคัญของโลหะผสมอลูมิเนียมในสภาพแวดล้อมทางทะเล. ซัลไฟด์เป็นสารประกอบที่มีความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนที่รุนแรงมาก, ซึ่งสามารถกัดกร่อนพื้นผิวของอลูมิเนียมอัลลอยด์ได้ง่าย. ในด้านการบินและอวกาศ, เมื่อชิ้นส่วนโลหะผสมอลูมิเนียมที่ใช้ในจรวดทำงานจากระยะไกล, สภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจน, ซัลไฟด์จะก่อตัวเป็นสารเคลือบที่มั่นคงบนพื้นผิวของวัสดุ, ส่งผลร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของวัสดุ. ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม, โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีฝนตกกรดซัลเฟอร์ออกไซด์, ฟิล์มป้องกันของโลหะผสมอลูมิเนียมเสียหายได้ง่ายและความต้านทานการกัดกร่อนลดลง. ด้านหน้าวัสดุอลูมิเนียมโดยทั่วไปจะเป็นสีดำ, สีดำมีจุดสีขาวหรือสีเทามีจุดสีดำ.

สาเหตุของการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียม

(ฉัน) การกัดกร่อนทั่วไปและการกัดกร่อนเฉพาะที่

จากลักษณะการกัดกร่อน, การกัดกร่อนของอลูมิเนียมสามารถแบ่งออกเป็นการกัดกร่อนทั่วไปและการกัดกร่อนเฉพาะที่. การกัดกร่อนทั่วไปเรียกอีกอย่างว่าการกัดกร่อนโดยรวมหรือการกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอ, ซึ่งหมายถึงการกัดกร่อนสม่ำเสมอและการสูญเสียพื้นผิวของวัสดุเมื่อสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม. การกัดกร่อนของอะลูมิเนียมในสารละลายอัลคาไลน์เป็นการกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอ, เช่นการล้างด้วยอัลคาไล. ผลการกัดกร่อนทำให้พื้นผิวอลูมิเนียมบางลงในอัตราที่ใกล้เคียงกันและน้ำหนักลดลง. แต่ไม่มีการกัดกร่อนที่สม่ำเสมออย่างแน่นอน, และการลดความหนาจะแตกต่างกันในแต่ละจุด.

รูอลูมิเนียมอัลลอยด์

การกัดกร่อนเฉพาะจุดหมายถึงการเกิดการกัดกร่อนที่จำกัดเฉพาะช่วงหรือตำแหน่งของโครงสร้างพิเศษ. มีประเภทดังต่อไปนี้เป็นหลัก:

1. บ่อ: การเกิดรูพรุนจะเกิดขึ้นในพื้นที่หรือตำแหน่งของพื้นผิวโลหะ, ทำให้เกิดเป็นถ้ำหรือหลุมลึกและขยายเข้าไปด้านใน, และถึงขั้นทำให้เกิดการเจาะได้. อลูมิเนียมมักถูกเติมลงในสารละลายน้ำที่มีคลอไรด์. ท่ามกลางการกัดกร่อนของอะลูมิเนียม, รูพรุนเป็นเรื่องธรรมดาที่สุด, ซึ่งเกิดจากความแตกต่างระหว่างศักยภาพของอะลูมิเนียมบางช่วงกับศักยภาพของพื้นผิว, หรือการมีอยู่ของสิ่งเจือปนที่มีศักยภาพแตกต่างจากศักยภาพของพื้นผิวอะลูมิเนียม.

การกัดกร่อนตามขอบเกรนของโลหะผสมอลูมิเนียม

2. การกัดกร่อนตามขอบเกรน: การกัดกร่อนแบบเลือกสรรชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นที่ขอบเกรนของโลหะหรือโลหะผสม เมื่อตัวเกรนหรือคริสตัลไม่ได้ถูกสึกกร่อนอย่างมีนัยสำคัญ, ซึ่งจะทำให้คุณสมบัติทางกลของวัสดุลดลงอย่างมาก, นำไปสู่ความเสียหายต่อโครงสร้างหรืออุบัติเหตุ. การกัดกร่อนประเภทนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในอะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงในกรดไฮโดรคลอริกและน้ำที่มีอุณหภูมิสูง. อัล-มก, อัล-สังกะสี-มก, AI-Mg-Si, และโลหะผสม AI-Cu ค่อนข้างไวต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน. สาเหตุของการกัดกร่อนตามขอบเกรนคือขอบเขตของเกรนมีความกระฉับกระเฉงมากภายใต้เงื่อนไขบางประการ, เช่น สิ่งเจือปนบริเวณขอบเมล็ดพืช, หรือการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของธาตุผสมบางชนิดที่ขอบเขตของเกรน. กล่าวอีกนัยหนึ่ง, จะต้องมีชั้นบาง ๆ บนขอบเขตของเกรนซึ่งมีอิเลคโตรเนกาติตีกับส่วนที่เหลือของอลูมิเนียม, และมันจะกัดกร่อนก่อน.

3. การกัดกร่อนของกัลวานิก: เมื่อเป็นโลหะที่ค่อนข้างออกฤทธิ์เช่นอลูมิเนียม (ขั้วบวก) สัมผัสโลหะที่มีฤทธิ์น้อยในสภาพแวดล้อมเดียวกันหรือเชื่อมต่อกันด้วยตัวนำ, เกิดคู่กัลวานิกขึ้นและกระแสไหล, ทำให้เกิดการกัดกร่อนของกัลวานิก. ศักยภาพตามธรรมชาติของอะลูมิเนียมเป็นลบ. เมื่ออะลูมิเนียมสัมผัสกับโลหะอื่น, อลูมิเนียมจะเป็นขั้วบวกเสมอ, และการกัดกร่อนจะถูกเร่ง. อลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์เกือบทุกชนิดเป็นเรื่องยากที่จะหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนของกัลวานิก. เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างโลหะทั้งสองที่สัมผัสกันมีมากขึ้น, การกัดกร่อนของกัลวานิกจะชัดเจนยิ่งขึ้น. ในการกัดกร่อนของกัลวานิก, ปัจจัยด้านพื้นที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง, และแคโทดขนาดใหญ่และแอโนดขนาดเล็กเป็นค่าผสมที่ไม่น่าพอใจที่สุด.

การกัดกร่อนของสังกะสีอัลลอยด์อลูมิเนียม

4. การกัดกร่อนของรอยแยก: เมื่อโลหะชนิดเดียวกันหรือต่างกันสัมผัสกัน, หรือโลหะและอโลหะสัมผัสกัน, จะเกิดช่องว่างขึ้น, และการกัดกร่อนจะเกิดขึ้นที่ช่องว่างหรือบริเวณใกล้เคียง. ไม่มีการกัดกร่อนนอกช่องว่าง, ซึ่งเกิดจากการขาดออกซิเจนในช่องว่าง, เพราะขณะนี้เซลล์สมาธิกำลังก่อตัวขึ้น. การกัดกร่อนตามรอยแยกแทบไม่เกี่ยวข้องกับประเภทของโลหะผสมเลย, และแม้กระทั่งโลหะผสมที่ทนทานต่อการกัดกร่อนสูงก็จะเกิดขึ้น. สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดที่ด้านบนของช่องว่างคือแรงผลักดันของการกัดกร่อน. เป็นการกัดกร่อนประเภทหนึ่งภายใต้คราบสกปรก (มาตราส่วน). การกัดกร่อนใต้ปูนบนพื้นผิวของ 6063 โปรไฟล์อลูมิเนียมสถาปัตยกรรมอัลลอยด์เป็นประเภทการกัดกร่อนของรอยแยกที่พบได้ทั่วไปภายใต้ขนาด.

5. การกัดกร่อนจากความเครียดแตกร้าว: การแตกร้าวจากการกัดกร่อนที่เกิดจากการอยู่ร่วมกันของความเค้นดึงและตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนพิเศษ. ความเค้นอาจเป็นความเค้นภายนอกหรือความเค้นตกค้างภายในโลหะ. หลังอาจเกิดจากการเสียรูประหว่างการแปรรูปและการผลิต, หรือจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรงระหว่างการดับ, หรือโดยการเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายใน. ความเครียดที่เกิดจากโลดโผน, สลักเกลียว, กดกระชับ, และการหดตัวก็ทำให้เกิดความเค้นตกค้างเช่นกัน. เมื่อความเค้นดึงของพื้นผิวโลหะถึงค่าความต้านแรงดึง Rpo.2, จะเกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น. ไม่ว่าจะเป็น 7000 ซีรีส์อลูมิเนียมอัลลอยด์แผ่นหนาหรือ 2000 ชุด, ความเค้นตกค้างจะเกิดขึ้นระหว่างการดับ. ควรกำจัดออกโดยการยืดออกก่อนการรักษาอายุเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูปหรือแม้แต่นำเข้าชิ้นส่วนระหว่างการประมวลผลชิ้นส่วนเครื่องบิน.

การกัดกร่อนจากความเครียดแตกร้าว

6. การกัดกร่อนเป็นชั้นๆ: การกัดกร่อนนี้เรียกว่าการลอก, ผลัดใบ, และการกัดกร่อนเป็นชั้นๆ, ซึ่งสามารถเรียกง่ายๆ ว่าการปอกเปลือก. เป็นรูปแบบการกัดกร่อนชนิดพิเศษของ 2000 ชุด, 5000 ชุด, 6000 ชุด, และ 7000 โลหะผสมซีรีส์. พบได้บ่อยในวัสดุอัดขึ้นรูป. เมื่อมันปรากฏขึ้น, สามารถลอกออกได้ทีละชั้นเหมือนไมกา.

การกัดกร่อนแบบลามินาร์

7. การกัดกร่อนของฟิลิฟอร์ม: เป็นการกัดกร่อนของฟิล์มย่อยที่เกิดขึ้นใต้ฟิล์มในลักษณะคล้ายหนอน. ฟิล์มนี้สามารถเป็นฟิล์มสีหรือชั้นอื่นๆได้. โดยทั่วไปจะไม่เกิดขึ้นภายใต้ฟิล์มอโนไดซ์. การกัดกร่อนของฟิลิฟอร์มสัมพันธ์กับองค์ประกอบของโลหะผสม, การปรับสภาพก่อนการเคลือบ, และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม. ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ได้แก่ ความชื้น, อุณหภูมิ, คลอไรด์, เป็นต้น.

การกัดกร่อนของฟิลิฟอร์ม

(ครั้งที่สอง) การวิเคราะห์ปัจจัยที่มีอิทธิพล

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมส่วนใหญ่มาจากสภาพแวดล้อม, โลหะวิทยาและความเครียด.

• 1. ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม: ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนจากความเค้นของโลหะผสมอะลูมิเนียมส่วนใหญ่ได้แก่ ประเภทของไอออน, ความเข้มข้นของไอออน, สารละลาย pH, ออกซิเจนและก๊าซอื่นๆ, สารยับยั้งการกัดกร่อน, อุณหภูมิแวดล้อม, ความดันบรรยากาศ, เป็นต้น. ตัวอย่างเช่น, ในสภาพแวดล้อมบรรยากาศที่แตกต่างกัน, ความไวต่อการกัดกร่อนของความเค้นของโลหะผสมอลูมิเนียม 2A12 และ 7A04 นั้นแตกต่างกัน, และมีความไวต่อสิ่งแวดล้อมทางทะเลมากกว่า. สภาพแวดล้อมทางทะเลประกอบด้วยเกลือจำนวนมาก, และ Cl- จะแทรกซึมฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวของอลูมิเนียมอัลลอยด์และเข้าสู่ภายใน, ทำให้เกิดการกัดกร่อนได้. เมื่อความเข้มข้นของมวลของสารละลาย HNO3 อยู่ระหว่าง 20% และ 40%, การกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมรุนแรงขึ้น, และอัตราการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมจะถึงจุดสูงสุดเมื่อมีความเข้มข้นประมาณ 35%. ในสารละลาย HNO3 เข้มข้น, การกัดกร่อนจากความเค้นของโลหะผสมอลูมิเนียมไม่ชัดเจน, เนื่องจากมีฟิล์มออกไซด์หนาแน่นเกิดขึ้นบนพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียม, ซึ่งป้องกันการกัดกร่อนของ HNO3 ต่อไป.
• 2. ปัจจัยทางโลหะวิทยา: ปัจจัยทางโลหะวิทยาส่วนใหญ่รวมถึงวิธีการหล่อ, วิธีการประมวลผลและการบำบัดความร้อน. ปัจจัยทางโลหะวิทยาที่แตกต่างกันจะเปลี่ยนประเภทของฟิล์มพื้นผิวโลหะผสมอลูมิเนียม, และทำให้เกิดองค์กรภายในที่แตกต่างกันและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกของโลหะผสมอลูมิเนียม, จึงส่งผลต่อพฤติกรรมเคมีไฟฟ้าและพฤติกรรมทางกลของอะลูมิเนียมอัลลอยด์, ส่งผลให้เกิดความไวต่อการกัดกร่อนของความเค้นที่แตกต่างกันของโลหะผสมอลูมิเนียม. ตัวอย่างเช่น, โพลาไรซ์แบบแคโทดจะเพิ่มความไวต่อการกัดกร่อนของความเค้นของโลหะผสมอลูมิเนียม, และความไวต่อการกัดกร่อนของความเค้นของการเชื่อมแบบเสียดทานแบบกวนนั้นต่ำกว่าการเชื่อมแบบฟิวชัน. เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าได้รับการปฏิบัติอย่างถูกต้อง 6061-T6 และ 3004 อลูมิเนียมอัลลอยด์จะไม่มี SCC.
• 3. ปัจจัยความเครียด: ปัจจัยความเครียดส่วนใหญ่รวมถึงประเภทของโหลด, ขนาดโหลด, ทิศทางการโหลด, ความเร็วในการโหลด, เป็นต้น. เท่าที่ SCC เกี่ยวข้อง, ทิศทางความเค้นจะต้องตั้งฉากกับขอบเขตเกรนจึงจะสามารถแยกออกได้. ปัจจัยสำคัญประการหนึ่งในการสร้างการกัดกร่อนจากความเค้นคือความเครียด. ผลกระทบของความเครียดที่แตกต่างกันก็จะให้ผลที่แตกต่างกัน. ความเครียดสลับและสภาพแวดล้อมทำงานร่วมกันเพื่อสร้างความล้าจากการกัดกร่อน, ซึ่งมักจะแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเค้นที่เกิดจากความเค้นคงที่. โดยปกติ, ความล้าจากการกัดกร่อนมีผลกระทบร้ายแรงมากกว่าการกัดกร่อนจากความเค้น. นอกจากนี้, ความเร็วในการโหลดที่แตกต่างกันจะส่งผลต่อความไวของการกัดกร่อนของความเค้นของโลหะผสมอลูมิเนียม.

วิธีการป้องกันโลหะผสมอลูมิเนียม

(ฉัน) ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ

การเลือกองค์ประกอบที่เหมาะสมและกระบวนการบำบัดความร้อนเป็นวิธีการสำคัญในการปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียม. ตัวอย่างเช่น, องค์ประกอบที่ทนต่อการกัดกร่อนเช่นทองแดง, แมกนีเซียม, สังกะสี, เป็นต้น. สามารถเติมลงในอลูมิเนียมอัลลอยด์เพื่อสร้างโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน. องค์ประกอบเหล่านี้สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของอลูมิเนียมอัลลอยด์และปรับปรุงความเสถียรในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง. ในเวลาเดียวกัน, กระบวนการบำบัดความร้อนที่เหมาะสมสามารถเปลี่ยนองค์กรภายในและโครงสร้างผลึกของอลูมิเนียมอัลลอยด์ได้, จึงช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน. ตัวอย่างเช่น, ผ่านการบำบัดด้วยสารละลายและการบำบัดริ้วรอย, ขั้นตอนการเสริมความแข็งแกร่งในโลหะผสมอลูมิเนียมสามารถกระจายอย่างสม่ำเสมอ, ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน.

อลูมิเนียมอัลลอยด์ป้องกันการกัดกร่อน

(ครั้งที่สอง) กลยุทธ์การรักษาพื้นผิว

• 1. อโนไดซ์: อโนไดซ์เป็นวิธีการสร้างฟิล์มออกไซด์หนาบนพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียม, ซึ่งสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ. กระบวนการอโนไดซ์สามารถปรับความหนาและคุณภาพของฟิล์มออกไซด์ได้โดยการควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน.
• 2. จิตรกรรม: การทาสีเป็นวิธีการรักษาพื้นผิวทั่วไปที่สามารถสร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมเพื่อป้องกันไม่ให้โลหะผสมอลูมิเนียมสัมผัสกับสภาพแวดล้อมภายนอก, จึงช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน. เมื่อเลือกการเคลือบ, ควรเลือกการเคลือบที่มีความต้านทานการกัดกร่อนและการยึดเกาะที่ดี.
• 3. อลูมิเนียมบริสุทธิ์เคลือบบนพื้นผิวอลูมิเนียมแข็ง: อลูมิเนียมบริสุทธิ์ที่เคลือบบนพื้นผิวของอลูมิเนียมแข็งสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของอลูมิเนียมแข็งได้. อลูมิเนียมบริสุทธิ์จะสร้างฟิล์มออกไซด์หนาแน่นในอากาศ, ซึ่งสามารถป้องกันโลหะผสมอลูมิเนียมจากการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ, จึงช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน.

(ที่สาม) มาตรการกันน้ำและกันฝุ่น

• 1. การออกแบบผลิตภัณฑ์: การออกแบบผลิตภัณฑ์ต้องสอดคล้องกับระดับ IP เพื่อป้องกันความล้มเหลวในการปฏิบัติตามข้อกำหนดการตรวจจับ IP. อยู่ในช่วงเริ่มต้นของการออกแบบ, การกำหนดเป้าหมายที่เปลือกอะลูมิเนียมจำเป็นต้องมีเพื่อให้ได้ระดับการป้องกันที่เหมาะสมที่สุดจึงเป็นสิ่งสำคัญ.
• 2. การเลือกใช้วัสดุ: เลือกอลูมิเนียมอโนไดซ์. อลูมิเนียมอัลลอยด์จะเกิดฟิล์มออกไซด์หลังจากสัมผัสกับอากาศ, ซึ่งสามารถมีบทบาทในการแยกอากาศได้. หากมีการดำเนินการตามกระบวนการอื่นที่เกี่ยวข้องในภายหลัง, ข้อดีของฟิล์มออกไซด์จะมีความเข้มแข็งมากขึ้น.
• 3. การเลือกส่วนประกอบ: ในโครงสร้างส่วนประกอบของเปลือก, สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการกันน้ำและกันฝุ่นได้ด้วยส่วนประกอบการออกแบบการป้องกันหลายแบบ. ตัวอย่างเช่น, แหวนซิลิโคนปิดผนึกมีประสิทธิภาพการปิดผนึกคุณภาพสูง, ความต้านทานแรงดึง, ความต้านทานโคโรนา, ความต้านทานส่วนโค้ง, ทนต่ออุณหภูมิสูงและต่ำ, และประสิทธิภาพของฉนวนไฟฟ้าที่ดี.
• 4. การทดสอบซ้ำแล้วซ้ำเล่า: เปลือกกันน้ำที่ผลิตขึ้นจะต้องได้รับการทดสอบตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้องเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่เป็นที่ยอมรับในสังคม. ตัวเครื่องอะลูมิเนียมกันน้ำซีรีส์ Yonggu L/M ได้รับการรับรองใบรับรอง IP68 จากกลุ่มทดสอบนานาชาติของสำนัก Veritas เซินเจิ้น (ปัจจุบันผ่านการทดสอบแล้วว่าสามารถแช่น้ำได้อย่างสมบูรณ์ 1.5 น้ำหลายเมตรเป็นเวลาครึ่งชั่วโมง).

(IV) เทคนิคการป้องกันแคโทด

การป้องกันแคโทดเป็นวิธีการป้องกันการกัดกร่อนของโลหะโดยการจ่ายอิเล็กตรอนให้กับโลหะที่ได้รับการป้องกันเพื่อให้กลายเป็นแคโทด. ในการป้องกันโลหะผสมอลูมิเนียม, การป้องกันแอโนดแบบเสียสละเป็นวิธีการป้องกันแบบแคโทดที่ใช้กันทั่วไป. แอโนดแบบบูชายัญมักใช้โลหะเช่นสังกะสี, แมกนีเซียม, และอลูมิเนียม. โลหะเหล่านี้มีศักยภาพเชิงลบมากกว่าโลหะผสมอะลูมิเนียม. โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกมันจะถูกละลายเป็นขั้วบวกในเซลล์การกัดกร่อน, ปล่อยอิเล็กตรอน, และไหลไปยังอะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ได้รับการป้องกัน, ทำให้มันเป็นแคโทด, จึงป้องกันการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียม. ตัวอย่างเช่น, ในสภาพแวดล้อมทางทะเล, โครงสร้างโลหะของเรือไวต่อการกัดกร่อน, และขั้วบวกบูชายัญโลหะผสมอลูมิเนียมสามารถยืดอายุการใช้งานของเรือได้อย่างมีประสิทธิภาพ. โครงสร้างทางวิศวกรรมทางทะเลขนาดใหญ่ เช่น แท่นนอกชายฝั่งและท่อส่งใต้น้ำอยู่ในน้ำทะเลและสภาพแวดล้อมในชั้นบรรยากาศทางทะเลมาเป็นเวลานาน, และแอโนดบูชายัญโลหะผสมอลูมิเนียมยังสามารถให้การป้องกันแคโทดที่เชื่อถือได้.

(วี) วิธีการสังกะสีฟอสเฟต

สังกะสีฟอสเฟตเป็นวิธีการสร้างฟิล์มฟอสเฟตบนพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียม, ซึ่งสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมได้. กระบวนการสังกะสีฟอสเฟตรวมถึงการล้างไขมัน, กำจัดสนิม, การกัดด้วยอัลคาไลน์, การกัดด้วยกรด, ฟอสเฟต, ซักและอบแห้ง. ในระหว่างกระบวนการฟอสเฟต, พื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับซิงค์ไดไฮโดรเจนฟอสเฟต, ไนเตรต, กรดฟอสฟอริกและส่วนประกอบอื่นๆ ในสารละลายฟอสเฟตเพื่อสร้างฟิล์มฟอสเฟต. ฟิล์มฟอสเฟตนี้มีความต้านทานการกัดกร่อนและการยึดเกาะที่ดี, และสามารถป้องกันการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ. ตัวอย่างเช่น, ในการปกป้องพื้นผิวของโครงอะลูมิเนียมอัลลอยด์, สังกะสีฟอสเฟตสามารถใช้เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและอายุการใช้งานของแชสซี.

สรุป

อลูมิเนียมอัลลอยด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสมัยใหม่, แต่ปัญหาการกัดกร่อนส่งผลกระทบร้ายแรงต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งาน. บทความนี้วิเคราะห์ศัตรูธรรมชาติ, สาเหตุและวิธีการป้องกันการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมเพื่อใช้อ้างอิงในการแก้ปัญหาการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียม. การปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ, การรักษาพื้นผิว, ใช้มาตรการกันน้ำและกันฝุ่น, การใช้วิธีการป้องกันแคโทดิกและสังกะสีฟอสเฟตสามารถลดการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมและยืดอายุการใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ.