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鋁型材發(fā)生剝落腐蝕嗎
金屬表面覆蓋的膜和表面生成的腐蝕產(chǎn)物從型材表面局部脫落的腐蝕現(xiàn)象稱為剝落腐蝕;鋁型材的實例較少,但是暴露在海水環(huán)境中有時會發(fā)生剝落腐蝕;其防止對策如下所述;
1:剝落腐蝕
剝落腐蝕現(xiàn)象和狀態(tài)有小面積剝落(小片剝落)、中等面積的剝落(鱗狀剝落)、比較大面積的剝落(脫離)的區(qū)別;急熱急冷反復(fù)操作,熱沖擊引起的膨脹或收縮導(dǎo)致鋁型材表面剝落的情況都表現(xiàn)為剝落腐蝕;
金屬腐蝕中較多情況為保護(hù)膜的剝落或腐蝕產(chǎn)物的剝落;
下圖為鋁型材表面涂膜的一部分被破壞,在型材上發(fā)生局部腐蝕,形成陽極,腐蝕向型材內(nèi)部進(jìn)行的情況示例;鋁型材表面涂膜的局部破壞、剝落,產(chǎn)生點蝕,進(jìn)而發(fā)展成腐蝕損傷;
鋁型材表面覆蓋的膜層局部剝落,該部分失去防腐蝕能力,這種腐蝕被稱為剝落腐蝕;型材腐蝕時,腐蝕產(chǎn)物成層狀,有時也稱為層狀腐蝕;型材表面生成的析出物和腐蝕產(chǎn)物等從型材表面形成層狀并剝落的層狀剝落腐蝕;
3:鋁型材的剝落腐蝕
伴隨層狀腐蝕的剝落腐蝕形態(tài)是由鋁型材的晶界選擇性腐蝕引起的晶粒剝落,特別是有強(qiáng)壓延組織時,容易發(fā)生層狀腐蝕;發(fā)生層狀腐蝕的鋁型材有Al-Cu-Mg系、Al-Mg系、Al-Zn-Mg系和Al-Mg-Si系等;
在強(qiáng)壓延組織的擠壓鋁型材內(nèi)部引起的腐蝕,產(chǎn)生分離并伴隨剝落,形成剝落腐蝕;從鋁型材表面到表面下的金屬內(nèi)部形成引起剝落的層狀腐蝕;
剝落腐蝕是由鋁型材表面下的活性金屬間化合物引起的;如Al-Cu系鋁型材中存在CuAl2,Al-Mg系鋁型材中存在Mg5Al8、Mg2Al3、MgZn2等析出物,形成陽極部位的核心,這部分優(yōu)先溶解,陽極部位的腐蝕沿結(jié)晶晶界進(jìn)行,形成葉狀或鱗片狀的被拉長的層狀腐蝕,引起剝落形成剝落腐蝕;
剝落腐蝕和晶界腐蝕相關(guān)聯(lián),晶界析出的析出物和靠近晶界腐蝕產(chǎn)物的電位之間產(chǎn)生電位差,形成晶界腐蝕而繼續(xù)進(jìn)行腐蝕;這種晶界和晶界周圍存在電位差,成為陽極的一方優(yōu)先腐蝕;
鋁型材的剝落腐蝕從截面來看是一種在內(nèi)部進(jìn)行的晶界腐蝕,一旦形成陽極部位,在晶界的陽極部位的面積比陰極部位的面積小,因大陰極和小陽極部位的較大面積差使腐蝕激烈進(jìn)行;而且,在晶界析出的腐蝕產(chǎn)物膨脹,并浮到表面,促進(jìn)了剝落腐蝕;
鋁型材的剝落腐蝕在含有氯離子的環(huán)境中較多發(fā)生,剝落一般沿壓延或擠壓的變形方向產(chǎn)生,限定結(jié)晶晶粒在強(qiáng)加工下被拉長的鋁型材上發(fā)生,結(jié)晶晶粒平整化時,析出物等以層狀形式從表面剝落,發(fā)生剝落腐蝕;
擠壓成型的鋁型材中由于表面再結(jié)晶,耐剝落腐蝕性優(yōu)異;
鋁型材車輛使用Al-Zn-Mg系合金的底架,焊接熱影響區(qū)有時發(fā)生剝落腐蝕;Al-Zn-Mg系鋁型材中,剝落腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂的敏感性都會增大;為了防止應(yīng)力腐蝕開裂,通過添加微量元素和熱處理將金屬組織調(diào)整為纖維狀組織;因此,在焊接熱影響區(qū)多少會有剝落腐蝕敏感性;
4:剝落腐蝕的防治對策
在7000系鋁型材中,通過過時效、再結(jié)晶和添加元素改善剝落腐蝕性;
在2000系鋁型材中,通過T6或T8的人工時效處理,改善耐剝落腐蝕性;
在可適用電化學(xué)防腐蝕的海水環(huán)境中,對鋁型材結(jié)構(gòu)件進(jìn)行電化學(xué)防腐蝕處理是有效的;為了防止腐蝕,鋁型材的防腐蝕電位控制在—1.02V(SCE)左右;
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