Jak je hliník odolný vůči korozi? Je hliník odolný proti korozi?
Obecně lze říci, že hliník a jeho slitiny mají vynikající odolnost proti korozi. Hliník ve svém přírodním stavu, komerčně čistý nebo hliník 1xxx, má nejlepší odolnost proti korozi, ale tato kvalita je ohrožena přidáním slitin, zejména mědi a železa, ale také hořčíku nebo zinku. Legující prvky používané k dosažení požadovaných vlastností většiny komerčních skupin hliníkových slitin jsou uvedeny níže.
| Skupina slitin | Hlavní legující prvek | Síla | Kujnost | Odolnost proti korozi | Svařitelnost | Eloxování |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1xxx | Žádný | L | H | H | H | VH |
| 2xxx | Cu | VH | L | L | L | L |
| 3xxx | Mn | L plus | H | H | H | H |
| 5xxx | Mg | M | M | H | H | H |
| 6xxx | Si/Mg | M | M | H | H | VH-H |
| 7xxx | Zn/Mg | H | L | M | M | M |
| 7xxxCu | Zn/Mg/Cu | VH | L | L | L | L |
Tyto prvky, přidávané v malých procentech, se přidávají, aby dodaly kovu požadované vlastnosti pevnosti, tažnosti, svařitelnosti, obrobitelnosti, odolnosti proti korozi a další. Kvůli určité míře předvídatelnosti změn vlastností mezi různými skupinami slitin se obvykle používají na různých trzích. Pro účely tohoto blogového příspěvku budeme diskutovat hlavně o odolnosti proti korozi, ale při rozhodování o slitině by neměly být žádné vlastnosti zvažovány izolovaně.
Jaký je vztah mezi oxidací hliníku a odolností proti korozi?
Paradoxně je oxidace hliníku ústřední součástí jeho odolnosti proti korozi. Hliník má velmi vysokou afinitu ke kyslíku. Když je nový hliníkový povrch vystaven v přítomnosti vzduchu nebo jiného oxidačního činidla, rychle se vytvoří tenký, tvrdý film oxidu hlinitého (nebo hydratovaného oxidu v nestálé vodě). Tato oxidace hliníku je přesně to, co dělá hliník tak odolným vůči korozi.
Tento film je chemicky relativně inertní. Odolnost hliníku proti korozi závisí na nečinnosti tohoto povrchového filmu hliníku nebo hydratovaného oxidu. Když se tento povrchový film rozpustí, dochází ke korozi; když film utrpí lokalizované poškození a nemůže dojít k samohojení, následuje lokalizovaná koroze.
Tento povrchový film je obecně stabilní v rozmezí pH přibližně 4,5 až 8. Film může zůstat stabilní i v jiných případech v závislosti na prostředí, například kyselina dusičná při pH 0, ledová kyselina octová při pH 3 nebo amonium hydroxidu při pH 13. Oxidový film může být rozpuštěn ve většině silných kyselin a zásad, v takovém případě bude koroze hliníku rychlá.
Stejně jako u všech běžných architektonických a konstrukčních materiálů bude hliník za určitých podmínek korodovat. To je pravděpodobnější, když je pro projekty nebo aplikace vybrána špatná slitina. Pro dosažení dobrých výsledků s hliníkem je nezbytné znát následující:
podmínky, za kterých ke korozi dojde
formu, kterou bude mít koroze
rychlost koroze
jakákoli preventivní opatření, která lze přijmout
Hliník rezaví? Je hliník odolný proti korozi?
Rezavění je forma koroze, která je specifická pro železo a ocel (protože obsahuje železo). Ve skutečnosti je rez obecný název pro oxid železa, kdy se železo nebo ocel váže s kyslíkem a podléhá oxidaci. Proto hliník nemůže rezavět.
Rezaví hliníková slitina?
Hliník a jeho slitiny jsou odolné vůči korozi. Přestože je hliník přirozeně pružný, jeho odolnost klesá s přidáním dalších slitin. Odolnost hliníku vůči korozi je způsobena oxidací. Když se nové hliníkové povrchy dostanou do kontaktu se vzduchem nebo jinými oxidačními činidly, vytvoří se tenký, tvrdý film oxidu hliníku, který jej chrání před korozí. Je však důležité poznamenat, že hliník není zcela odolný vůči korozi a může za určitých podmínek korodovat.
Které slitiny mají nejlepší odolnost proti korozi?
1xxx
Alloy 1100: Hliník třídy 1100 je komerčně čistý hliník. Má vynikající odolnost proti korozi a je běžný v chemickém a potravinářském průmyslu. Jinak se jedná o měkký a tažný kov s výbornou zpracovatelností. Se slitinou 1100 se často setkáte v aplikacích, které vyžadují tváření. Lze jej svařovat jakýmkoliv způsobem, ale je tepelně nezpracovatelný.
3xxx
Alloy 3003: Alloy 3003 je nejběžnější z hliníkových slitin. Jedná se o čistý hliník komerční kvality s 20procentním zvýšením pevnosti díky přídavku manganu a mědi. Má také vynikající odolnost proti korozi, zpracovatelnost a lze jej svařovat nebo pájet natvrdo, táhnout nebo točit.
5xxx
Slitina 5052:5052 je také velmi oblíbená slitina, protože má nejvyšší pevnost ze všech druhů bez tepelného zpracování. To je obzvláště běžné v mořské a slané atmosféře kvůli jeho odolnosti vůči korozi. Má vynikající zpracovatelnost a snadno se kreslí nebo tvaruje do složitých tvarů.
6xxx
Slitina 6061:6061 je nejuniverzálnější z tepelně zpracovatelných slitin, včetně odolnosti proti korozi, zpracovatelnosti při žíhání a svařitelnosti. Slitinu 6061 najdete ve výrobcích a aplikacích, které vyžadují trifectu dobrého vzhledu, lepší odolnost proti korozi a dobrou pevnost.
Slitina 6063: 6063 je obvykle známá jako architektonická slitina pro svou vysokou pevnost v tahu, skvělou konečnou úpravu a vysokou odolnost proti korozi. 6063 najdete v architektonických nastaveních a výbavách interiéru a exteriéru. Často je eloxován.
Letecký průmysl (2xxx a 7xxx)
V leteckém průmyslu je potřeba jak vysoká pevnost, tak vysoká odolnost proti korozi. Z tohoto důvodu je letecký průmysl obecně omezen na hliníkové řady 2xxx a 7xxx. Sníženou korozní odolnost legovaného hliníku v těchto řadách obcházíme prostřednictvím pokovených vložek, které jsou z čistého hliníku a legované do silnější hliníkové slitiny pod ním. Čistý hliník dodává letadlu potřebnou odolnost proti korozi, aniž by byla ohrožena pevnost konstrukčního hliníku.
Alloy 2011: Alloy 2011, jinak známá jako Free Machining Alloy (FMA), je známá svou vysokou mechanickou pevností a vynikajícím obráběním, proto ji vidíte u složitých a detailních dílů. Pokud je tato slitina obráběna vysokou rychlostí, bude produkovat jemné třísky, které se však dají snadno odstranit.
Alloy 2014: Alloy 2014 je na bázi mědi s velmi vysokou pevností a vynikajícím obráběním. Najdete jej v mnoha konstrukčních leteckých aplikacích kvůli jeho vysoké odolnosti proti korozi.
Alloy 2024: Alloy 2024 se velmi běžně používá kvůli své kombinaci vysoké pevnosti a vynikající odolnosti proti únavě. Najdete ho všude tam, kde produkty vyžadují dobrý poměr pevnosti a hmotnosti. Ale jeho odolnost proti korozi je poměrně nízká, takže jej často uvidíte buď s eloxovaným povrchem (viz níže), nebo s Alcladem.
Alloy 7075: Ze všech hliníkových slitin je 7075 jednou z nejpevnějších slitin. Stejně jako 2024 má vynikající poměr pevnosti k hmotnosti a používá se v dílech, které budou vystaveny vysokému namáhání. 7075 lze tvarovat při žíhání a poté v případě potřeby tepelně zpracovat.
Jak rychle probíhá oxidace hliníku?
Oxidace hliníku probíhá rychleji než oxidace oceli, protože hliník má silnou afinitu ke kyslíku. Když se všechny atomy hliníku spojí s kyslíkem, proces oxidace se zastaví.
