חמצון אלומיניום: האם אלומיניום מחליד?

עד כמה אלומיניום עמיד בפני קורוזיה? האם אלומיניום עמיד בפני קורוזיה?

באופן כללי, לאלומיניום וסגסוגותיו יש עמידות מצוינת בפני קורוזיה. לאלומיניום במצבו הטבעי, טהור מסחרית או אלומיניום 1xxx, יש את העמידות הטובה ביותר בפני קורוזיה, אך איכות זו נפגעת כאשר מוסיפים סגסוגות, במיוחד נחושת וברזל, אך גם מגנזיום או אבץ. רכיבי הסגסוג המשמשים להשגת תכונות רצויות של רוב קבוצות סגסוגת אלומיניום מסחריות מפורטים להלן.

קבוצת סגסוגת	אלמנט סגסוג עיקרי	כוח	מְשִׁיכוּת	עמידות בפני קורוזיה	רְתִיכוּת	אנודיזציה
1xxx	אף אחד	L	H	H	H	VH
2xxx	Cu	VH	L	L	L	L
3xxx	Mn	L פלוס	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

אלמנטים אלו, המתווספים באחוזים קטנים, מתווספים על מנת להעניק למתכת תכונות רצויות של חוזק, משיכות, ריתוך, יכולת עיבוד, עמידות בפני קורוזיה ועוד. בגלל מידה מסוימת של יכולת חיזוי בשינויים במאפיינים בין קבוצות הסגסוגות השונות, הם משמשים בדרך כלל בשווקים שונים. לצורך פוסט זה בבלוג, נדון בעיקר בעמידות בפני קורוזיה, אך כאשר מחליטים על סגסוגת, אין להתייחס למאפיינים בנפרד.

מה הקשר בין חמצון אלומיניום ועמידות בפני קורוזיה?

באופן פרדוקסלי, חמצון האלומיניום הוא חלק מרכזי בעמידותו בפני קורוזיה. לאלומיניום יש זיקה גבוהה מאוד לחמצן. כאשר משטח אלומיניום חדש נחשף בנוכחות אוויר או כל חומר מחמצן אחר, הוא מפתח במהירות שכבה דקה וקשיחה של תחמוצת אלומיניום (או תחמוצת hydrated במים לא עומדים). חמצון אלומיניום זה בדיוק מה שהופך את האלומיניום לכל כך עמיד בפני קורוזיה.

הסרט הזה אינרטי יחסית מבחינה כימית. העמידות בפני קורוזיה של אלומיניום מסתמכת על חוסר הפעילות של סרט משטח זה של אלומיניום או תחמוצת hydrated. כאשר סרט פני השטח הזה מתמוסס מתרחשת קורוזיה; כאשר הסרט סובל מנזק מקומי וריפוי עצמי אינו יכול להתרחש, לאחר מכן קורוזיה מקומית.

סרט משטח זה יציב בדרך כלל בטווח pH של כ-4.5 עד 8. הסרט יכול להישאר יציב במקרים אחרים בהתאם לסביבה, למשל, חומצה חנקתית ב-pH 0, חומצה קרחונית ב-pH3, או אמוניום הידרוקסיד ב-pH 13. ניתן להמיס את סרט התחמוצת ברוב החומצות והבסיסים החזקים, ובמקרה זה הקורוזיה של האלומיניום תהיה מהירה.

כמו בכל אדריכלות ומבנית נפוצה, האלומיניום יתכלה בתנאים מסוימים. סביר יותר שזה יקרה כאשר סגסוגת שגויה נבחרה עבור פרויקטים או יישומים. כדי להשיג תוצאות טובות עם אלומיניום, חיוני לדעת את הדברים הבאים:

התנאים שבהם תתרחש קורוזיה

הצורה שהקורוזיה תלבש

קצב הקורוזיה

כל אמצעי מניעה שניתן לנקוט

האם אלומיניום מחליד? האם אלומיניום עמיד בפני חלודה?

חלודה היא צורה של קורוזיה הספציפית לברזל ופלדה (מכיוון שהיא מכילה ברזל). למעשה, חלודה היא השם הנפוץ לתחמוצת ברזל, כאשר ברזל או פלדה מתחברים עם חמצן ועוברים חמצון. לכן, אלומיניום לא יכול להחליד.

האם סגסוגת אלומיניום מחלידה?

אלומיניום וסגסוגותיו עמידים בפני קורוזיה. למרות שהאלומיניום הוא גמיש באופן טבעי, ההתנגדות שלו פוחתת עם תוספת של סגסוגות נוספות. עמידות האלומיניום בפני קורוזיה נובעת מחמצון. כאשר משטחי אלומיניום חדשים באים במגע עם אוויר או חומרי חמצון אחרים, נוצר סרט דק וקשה של תחמוצת אלומיניום, המגן עליו מפני קורוזיה. עם זאת, חשוב לציין כי אלומיניום אינו חסין לחלוטין בפני קורוזיה ויכול להרוס בתנאים מסוימים.

לאילו סגסוגות יש את העמידות הטובה ביותר בפני קורוזיה?

1xxx

סגסוגת 1100: דרגת אלומיניום 1100 היא אלומיניום טהור מבחינה מסחרית. יש לו עמידות מצוינת בפני קורוזיה והוא נפוץ בתעשיות הכימיות ועיבוד המזון. אחרת, מדובר במתכת רכה וגמישה עם יכולת עבודה מצוינת. תמצא סגסוגת 1100 לעתים קרובות ביישומים הדורשים גיבוש. זה יכול להיות מרותך בכל שיטה, אבל זה לא ניתן לטיפול בחום.

3xxx

סגסוגת 3003: סגסוגת 3003 היא הנפוצה ביותר מבין סגסוגות האלומיניום. זהו אלומיניום טהור בדרגה מסחרית עם חיזוק של 20 אחוז בחוזק הודות לתוספת של מנגן ונחושת. יש לו גם עמידות בפני קורוזיה מעולה, יכולת עבודה וניתן לרתך או להלחים, לצייר או לסובב.

5xxx

סגסוגת 5052:5052 היא גם סגסוגת פופולרית מאוד מכיוון שיש לה את החוזק הגבוה ביותר מכל הציונים שאינם ניתנים לטיפול בחום. הוא נפוץ במיוחד באווירה ימית ומים מלוחים בגלל עמידותו בפני קורוזיה. יש לו יכולת עבודה מצוינת והוא נמשך בקלות או יוצר צורות מורכבות.

6xxx

סגסוגת 6061:6061 היא הסגסוגת המגוונת ביותר מבין הסגסוגות הניתנות לטיפול בחום, כולל עמידות בפני קורוזיה, יכולת עבודה בעת חישול ויכולת ריתוך. תמצא סגסוגת 6061 במוצרים ויישומים הדורשים טריפקטה של מראה טוב, עמידות טובה יותר בפני קורוזיה וחוזק טוב.

סגסוגת 6063: 6063 ידועה בדרך כלל כסגסוגת אדריכלית בגלל המתיחה הגבוהה שלה, הגימור הנהדר ותכונותיה הגבוהות העמידות בפני קורוזיה. תמצאו את 6063 בהגדרות אדריכלות פנימיות וחיצוניות ובחיפויים. הוא עובר אנודייז לעתים קרובות.

התעשייה האווירית (2xxx ו-7xxx)

בתעשייה האווירית, יש צורך בחוזק גבוה ובעמידות גבוהה בפני קורוזיה. מסיבה זו, תעשיית התעופה והחלל מוגבלת בדרך כלל לסדרות האלומיניום 2xxx ו-7xxx. אנו עוקפים את העמידות המופחתת בפני קורוזיה של אלומיניום סגסוגת בסדרות אלה באמצעות ספינות אלומיניום טהורות ומסגסוגות לסגסוגת האלומיניום החזקה יותר שמתחתיה. האלומיניום הטהור מעניק למטוס את עמידות בפני קורוזיה הדרושה מבלי לפגוע בחוזק האלומיניום המבני.

סגסוגת 2011: סגסוגת 2011, הידועה גם בשם Free Machining Alloy (FMA), ידועה בחוזקה המכני הגבוה ובעיבוד המצוין שלה, וזו הסיבה שאתה רואה אותה בחלקים מורכבים ומפורטים. אם סגסוגת זו מעובדת במהירות גבוהה, היא תייצר שבבים עדינים, אך הם מוסרים בקלות.

סגסוגת 2014: סגסוגת 2014 מבוססת נחושת עם חוזק גבוה מאוד ועיבוד מעולה. תמצא אותו ביישומי תעופה וחלל מבניים רבים בגלל העמידות הגבוהה שלו בפני קורוזיה.

סגסוגת 2024: סגסוגת 2024 נמצאת בשימוש נפוץ מאוד בגלל השילוב שלה בין חוזק גבוה ועמידות מעולה לעייפות. אתה תמצא אותו בכל מקום שמוצרים דורשים יחס טוב בין חוזק למשקל. אבל, עמידות הקורוזיה נמוכה למדי, כך שלעתים קרובות תראה אותה עם משטח אנודייז (ראה להלן) או עם Alclad.

סגסוגת 7075: מכל סגסוגות האלומיניום, 7075 היא אחת מסגסוגות החוזק הגבוהות ביותר. כמו 2024, יש לו יחס מצוין בין חוזק למשקל והוא משמש בחלקים שיעברו לחץ גבוה. 7075 יכול להיווצר בעת חישול ולאחר מכן טיפול בחום במידת הצורך.

באיזו מהירות מתרחשת חמצון אלומיניום?

חמצון אלומיניום מתרחש מהר יותר מחמצון פלדה מכיוון שלאלומיניום יש זיקה חזקה לחמצן. כאשר כל אטומי האלומיניום נקשרו עם חמצן, תהליך החמצון נעצר.

חֲדָשׁוֹת