Η διάβρωση του αλουμινίου και των κραμάτων αλουμινίου περιλαμβάνει κυρίως διάβρωση, διακοκκώδη διάβρωση, διάβρωση λόγω τάσης και διάβρωση απολέπισης. Αν και το αλουμίνιο έχει αρκετά υψηλή αντοχή στη διάβρωση, όπως κάθε μεταλλικό υλικό, ανεξάρτητα από το πόσο ανθεκτικό είναι στη διάβρωση, αναπόφευκτα θα βιώσει κάποιο βαθμό απώλειας διάβρωσης κατά τη χρήση. Η ετήσια απώλεια διάβρωσης του αλουμινίου είναι περίπου το 0,5% της ετήσιας παραγωγής αλουμινίου. Μεταξύ των παραμορφωμένων κραμάτων αλουμινίου, η σειρά 6000 έχει τον μεγαλύτερο όγκο παραγωγής. Αν και η αντοχή του στη διάβρωση δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή των κραμάτων της σειράς 1000, 3000 ή 5000, είναι σημαντικά καλύτερη από αυτή των κραμάτων της σειράς 2000 και 7000. Τα κράματα της σειράς 6000 είναι επίσης σχετικά επιρρεπή σε διακοκκώδη διάβρωση, επομένως θα πρέπει να αξιολογηθεί η διακοκκώδης ευαισθησία στη διάβρωση των υλικών αλουμινίου της σειράς 6000 που χρησιμοποιούνται για κρίσιμες κατασκευές.
Ταξινόμηση της διάβρωσης αλουμινίου
Από την άποψη της μορφολογίας της διάβρωσης, η διάβρωση αλουμινίου μπορεί να χωριστεί σε γενική διάβρωση και τοπική διάβρωση. Η πρώτη ονομάζεται επίσης ομοιόμορφη διάβρωση, ή συνολική διάβρωση, αναφερόμενη στην ομοιόμορφη φθορά της επιφάνειας του υλικού σε επαφή με το περιβάλλον. Η διάβρωση του αλουμινίου σε αλκαλικά διαλύματα είναι ένα τυπικό παράδειγμα ομοιόμορφης διάβρωσης, όπως στον αλκαλικό καθαρισμό, όπου το αποτέλεσμα είναι η αραίωση της επιφάνειας του αλουμινίου με περίπου τον ίδιο ρυθμό, οδηγώντας σε απώλεια μάζας. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι απόλυτη ομοιόμορφη διάβρωση δεν υπάρχει, καθώς η μείωση του πάχους ποικίλλει σε διαφορετικές περιοχές. Η τοπική διάβρωση αναφέρεται στη διάβρωση που εμφανίζεται σε συγκεκριμένες περιοχές ή μέρη μιας κατασκευής και μπορεί να χωριστεί περαιτέρω στους ακόλουθους τύπους:
1. Διάβρωση διάτρησης
Η διάβρωση με λακκούβες εμφανίζεται σε πολύ εντοπισμένες περιοχές ή σημεία στη μεταλλική επιφάνεια, προκαλώντας οπές ή κοιλώματα που διαστέλλονται προς τα μέσα και μπορεί ακόμη και να οδηγήσουν σε διάτρηση. Όταν η διάμετρος του ανοίγματος του λάκκου είναι μικρότερη από το βάθος του λάκκου, ονομάζεται διάβρωση διάτρησης. όταν η διάμετρος του ανοίγματος του λάκκου είναι μεγαλύτερη από το βάθος, μπορεί να ονομαστεί διάβρωση κοιλότητας. Στην πράξη, δεν υπάρχει αυστηρό όριο μεταξύ διάβρωσης με κοιλότητα και διάβρωσης. Η διάβρωση αλουμινίου σε υδατικά διαλύματα που περιέχουν χλωρίδια είναι ένα τυπικό παράδειγμα διάβρωσης με λακκούβες. Στη διάβρωση αλουμινίου, η διάβρωση είναι η πιο κοινή μορφή και προκαλείται από μια συγκεκριμένη περιοχή αλουμινίου που έχει διαφορετικό δυναμικό από το βασικό μέταλλο ή από την παρουσία ακαθαρσιών με δυναμικό διαφορετικό από τη μήτρα αλουμινίου.
2. Διακοκκώδης Διάβρωση
Αυτός ο τύπος διάβρωσης εμφανίζεται στα όρια των κόκκων των μετάλλων ή των κραμάτων χωρίς εμφανή διάβρωση των κόκκων ή των κρυστάλλων. Είναι μια επιλεκτική διάβρωση που μπορεί να μειώσει δραστικά τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού, οδηγώντας ενδεχομένως σε δομικές βλάβες ή ατυχήματα. Η διακοκκώδης διάβρωση συμβαίνει επειδή, υπό ορισμένες συνθήκες, τα όρια των κόκκων είναι πολύ ενεργά. Για παράδειγμα, μπορεί να υπάρχουν ακαθαρσίες στα όρια των κόκκων ή η συγκέντρωση ενός συγκεκριμένου στοιχείου κράματος στο όριο των κόκκων μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί. Με άλλα λόγια, πρέπει να υπάρχει ένα λεπτό στρώμα στο όριο των κόκκων που είναι ηλεκτρικά αρνητικό σε σχέση με το υπόλοιπο αλουμίνιο, το οποίο διαβρώνεται κατά προτίμηση. Το αλουμίνιο υψηλής-καθαρότητας μπορεί να υποστεί αυτό το είδος διάβρωσης σε υδροχλωρικό οξύ και ζεστό νερό. Τα κράματα AI-Cu, AI-Mg-Si, Al-Mg και Al{10}}Zn-Mg είναι όλα ευαίσθητα στη διακοκκώδη διάβρωση.
3. Γαλβανική Διάβρωση
Η γαλβανική διάβρωση είναι μια άλλη χαρακτηριστική μορφή διάβρωσης για το αλουμίνιο. Όταν ένα λιγότερο ενεργό μέταλλο και ένα πιο ενεργό μέταλλο όπως το αλουμίνιο (άνοδος) έρχονται σε επαφή στο ίδιο περιβάλλον ή συνδέονται με έναν αγωγό, σχηματίζεται ένα γαλβανικό ζεύγος, προκαλώντας ροή ρεύματος και καταλήγοντας σε γαλβανική διάβρωση. Η γαλβανική διάβρωση είναι επίσης γνωστή ως διμεταλλική διάβρωση ή διάβρωση επαφής. Το αλουμίνιο έχει πολύ αρνητικό φυσικό δυναμικό και όταν έρχεται σε επαφή με άλλα μέταλλα, λειτουργεί πάντα ως άνοδος, επιταχύνοντας τη διάβρωση. Σχεδόν όλα τα κράματα αλουμινίου και αλουμινίου είναι επιρρεπή σε γαλβανική διάβρωση. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο μετάλλων που έρχονται σε επαφή, τόσο πιο σοβαρή είναι η γαλβανική διάβρωση. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό να σημειωθεί ότι στη γαλβανική διάβρωση, ο παράγοντας επιφάνειας είναι εξαιρετικά σημαντικός, με μια μεγάλη κάθοδο και μια μικρή άνοδο να είναι ο πιο μειονεκτικός συνδυασμός.
4. Διάβρωση ρωγμών
Όταν τα ίδια ή διαφορετικά μέταλλα έρχονται σε επαφή ή όταν τα μέταλλα έρχονται σε επαφή με μη μέταλλα, μπορεί να σχηματιστεί μια σχισμή, η οποία οδηγεί σε διάβρωση εντός ή κοντά στη σχισμή, ενώ η περιοχή έξω από τη σχισμή παραμένει αδιάβροχη. Αυτό οφείλεται σε έλλειψη οξυγόνου μέσα στη σχισμή, που οδηγεί στο σχηματισμό ενός κυττάρου συγκέντρωσης. Η διάβρωση ρωγμών είναι σχεδόν ανεξάρτητη από τον τύπο του κράματος. ακόμη και τα κράματα υψηλής αντοχής στη διάβρωση-μπορούν να το αντιμετωπίσουν. Ένα όξινο περιβάλλον στην κορυφή της σχισμής προκαλεί διάβρωση, καθιστώντας την μια μορφή διάβρωσης υπό-απόθεσης (ή υποκλίμακα). Η διάβρωση επιφάνειας κάτω από κονίαμα σε προφίλ κτιρίων αλουμινίου 6063 είναι ένας πολύ συνηθισμένος τύπος διάβρωσης με ρωγμές κάτω από ιζήματα. Οι συνδέσεις φλάντζας, οι περιοχές στερέωσης παξιμαδιών, οι επικαλυπτόμενες επιφάνειες, οι πόροι συγκόλλησης και οι μεταλλικές επιφάνειες κάτω από σκουριά, λάσπη ή άλλες επικαθίσεις μπορούν όλα να προκαλέσουν διάβρωση στις ρωγμές.
5. Ράγισμα από διάβρωση καταπόνησης
Η ρωγμή λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης συμβαίνει όταν συνυπάρχουν εφελκυστικές τάσεις και συγκεκριμένα διαβρωτικά μέσα, οδηγώντας σε ρωγμές από διάβρωση. Η τάση μπορεί να είναι εξωτερική ή υπολειπόμενη τάση εντός του μετάλλου. Το τελευταίο μπορεί να δημιουργηθεί κατά τη διάρκεια παραμόρφωσης στις διαδικασίες παραγωγής, κατά τη διάρκεια σοβαρών μεταβολών της θερμοκρασίας κατά την απόσβεση ή λόγω μεταβολών όγκου που προκαλούνται από εσωτερικές δομικές αλλαγές. Οι καταπονήσεις που προκαλούνται από πριτσίνια, μπουλόνια, προσαρμογές με πίεση ή συρρικνώσεις είναι επίσης υπολειμματικές τάσεις. Όταν η τάση εφελκυσμού στην επιφάνεια του μετάλλου φτάσει την αντοχή διαρροής Rpo.2, μπορεί να προκληθεί ρωγμή λόγω διάβρωσης λόγω τάσης. Οι παχιές πλάκες από κράματα αλουμινίου της σειράς 2000 και 7000 αναπτύσσουν υπολειμματικές τάσεις κατά τη διάρκεια της σβέσης, οι οποίες θα πρέπει να εκτονωθούν με εκ των προτέρων τέντωμα πριν από τη γήρανση για να αποφευχθεί η παραμόρφωση των εξαρτημάτων του αεροσκάφους κατά τη μηχανική κατεργασία ή η εισαγωγή υπολειμματικής τάσης στα εξαρτήματα.
6. Lamellar Corrosion
Αυτός ο τύπος διάβρωσης, επίσης γνωστός ως αποκόλληση, απολέπιση ή διάβρωση με φύλλα και συχνά αναφέρεται απλώς ως απολέπιση, είναι μια ειδική μορφή διάβρωσης που βρέθηκε στα κράματα αλουμινίου της σειράς 2000, 5000, 6000 και 7000. Είναι συνηθισμένο σε εξωθημένα υλικά και μόλις εμφανιστεί, μπορεί να αποκολληθεί στρώμα-στρώμα όπως η μαρμαρυγία.
7. Νηματοειδής διάβρωση
Αυτή η διάβρωση μπορεί να αναπτυχθεί κάτω από το χρώμα ή άλλες επικαλύψεις σε αλουμίνιο σε σχήμα σκουληκιού-, αν και δεν έχει παρατηρηθεί κάτω από ανοδιωμένα φιλμ. Εμφανίζεται γενικά κάτω από επιστρώσεις σε δομικά στοιχεία αλουμινίου αεροσκαφών ή δομικά στοιχεία αλουμινίου κτιρίων/δομικών στοιχείων. Η νηματοειδής διάβρωση σχετίζεται με τη σύνθεση του υλικού, την προ{3}}επεξεργασία πριν από την επίστρωση και τους περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως η θερμοκρασία, η υγρασία και τα χλωρίδια.
