按照通常的估算方法,中国每年因腐蚀造成的直接经济损失约占GDP(国民生产总值)的3%,因腐蚀消耗的钢材约占年产量的1/3,约占总产量的1/1。10是不可回收的。
铝及铝合金的耐腐蚀性能远高于钢,腐蚀损失也远小于钢,但无论什么金属材料,无论耐腐蚀性能有多高,在使用中总是或多或少的。发生腐蚀损失。每年铝的腐蚀损失约占每年铝产量的0.5%。
铝及铝合金的腐蚀主要包括点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂和层状腐蚀。6000系列合金是变形铝合金中产量最大的。虽然其耐腐蚀性能不如1000系列、3000系列、5000系列铝合金,但远高于2000系列、7000系列铝合金。6000系合金的晶间倾向也比较大,用于重要结构的6000系铝合金材料应进行晶间腐蚀敏感性评价。
铝腐蚀的分类
从腐蚀的外观来看,铝的腐蚀可分为一般腐蚀和局部腐蚀。前者称为均匀腐蚀,也称整体腐蚀,是指材料与环境接触的表面被均匀腐蚀而丢失。
铝在碱性溶液中的腐蚀是典型的均匀腐蚀,如碱洗;腐蚀的结果是铝表面以近似相同的速度变薄,质量降低。应该指出这一点。然而,这种均匀的腐蚀并不存在,厚度的减少因地而异。
局部腐蚀是指腐蚀的发生限于结构的特定区域或部分,可分为以下几种:
点蚀
点蚀发生在金属表面非常局部的区域或部分,导致洞穴或凹坑扩大,甚至造成穿孔。如果坑口直径小于坑深,称为点蚀;如果坑口直径大于坑深,则可称为点蚀。点蚀和点蚀之间没有严格的界限。
铝在含氯水溶液中的典型点蚀。在铝腐蚀中,点蚀最为常见,是由于铝的某一区域电位与基体电位不同,或杂质的存在电位与基体电位不同而引起的。
晶间腐蚀
这种腐蚀是在金属或合金的晶粒或晶体本身未被明显侵蚀时,发生在晶界处的选择性腐蚀,使材料的力学性能大幅度降低,并导致结构损坏或事故。
晶间腐蚀的原因是晶界在一定条件下非常活跃,如晶界有杂质或晶界有合金元素增加或减少;也就是说,在晶界上必须有一层薄薄的铝。部分电负性区域优先腐蚀。高纯铝在盐酸和高温水中会发生这种腐蚀。Al-Cu、AI-Mg-Si、Al-Mg和Al-Zn-Mg合金都对晶间腐蚀很敏感。
电化学腐蚀
电偶腐蚀也是铝的一种特有腐蚀形式。当反应性较弱的金属和反应性较强的金属(如铝(阳极))在相同的环境中接触或导体连接时,就会发生电偶腐蚀,形成电偶并引起电流流动。
电偶腐蚀又称双金属腐蚀或接触腐蚀。铝的天然电位是非常负的。当铝与其他金属接触时,铝始终呈阳极,腐蚀加速。几乎所有的铝和铝合金都不能避免电偶腐蚀。接触的两种金属之间的电位差越大,电偶腐蚀越严重。
需要注意的是,在电偶腐蚀中,面积因素极为重要,阴极大阳极小是最不利的组合。
应力腐蚀开裂
应力腐蚀开裂是由拉应力与特定腐蚀介质共存而引起的。应力可以是外部应力,也可以是金属内部的残余应力;后者可能是由于加工时的变形引起的,也可能是由于淬火时剧烈的温度变化引起的,也可能是由于内部结构的变化引起的体积变化。
铆接、螺栓拧紧、压配合、缩配合所产生的应力也是残余应力。当金属表面的拉应力达到屈服强度Rp0.2时,会发生应力腐蚀开裂。2000系列和7000系列铝合金厚板在淬火过程中会产生残余应力,在时效处理前应通过预拉伸消除残余应力,以避免加工飞机零件时变形甚至带入零件。
层状腐蚀
也称为分层、剥落和层状腐蚀,可称为脱粘。是2000系列、5000系列、6000系列、7000系列合金的特殊腐蚀形式。在挤压材料中更为常见。一旦发生,就会像云母一样。一层一层剥开。
丝状腐蚀
它是一种在铝漆膜或其他涂层下可以蠕虫状形式发展的腐蚀,但在阳极氧化膜下未发现此类腐蚀,一般发生在飞机铝结构和建筑或结构铝件的涂层下。
丝状腐蚀与材料成分、预涂层预处理和环境因素有关。环境因素是指温度、湿度、氯化物等。