Corrosão do alumínio e suas ligas. Métodos para combater e proteger o alumínio da corrosão

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2024-01-02 14:01

Embora o alumínio seja um metal não ferroso e, comparado ao aço comum, seja relativamente caro, é amplamente utilizado pelo homem. Este material durável e leve pode ser usado na vida cotidiana, na construção e na produção. A fórmula química do alumínio na tabela periódica é assim: Al.

Está corroído

Enferruja o alumínio, como você sabe, muito lentamente. Pelo menos, o ferro e o aço não podem ser comparados com ele a esse respeito. A resistência do alumínio à corrosão é explicada principalmente pelo fato de que, em condições normais, uma fina película protetora de óxido se forma em sua superfície. Como resultado, a atividade química do alumínio é drasticamente reduzida.

Fatores que afetam a resistência à ferrugem

O alumínio é resistente à corrosão, mas em alguns casos ainda pode começar a se decompor rapidamente devido à oxidação. Isso geralmente acontece quando o filme está danificado por algum motivo ou é impossível formá-lo.

Na maioria das vezes, o alumínio perde sua proteção externa fina sob a influência de ácidosou álcalis. Danos mecânicos comuns também podem causar a destruição do filme.

Tipos de corrosão

Após a destruição do filme, o Al e suas ligas começam a enferrujar, ou seja, se autodestruir, como muitos outros metais. Isso pode expor o alumínio e a corrosão:

1. Química. Nesse caso, a ferrugem ocorre em um ambiente gasoso sem água. Neste caso, a superfície do produto de alumínio é destruída uniformemente em toda a área.
2. Eletroquímica. A corrosão do alumínio neste caso ocorre em um ambiente úmido.
3. Gás. Este tipo de corrosão ocorre quando o alumínio está em contato direto com algum gás quimicamente agressivo.

A equação para a corrosão do alumínio (oxidação do oxigênio) no ar é a seguinte: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

A fórmula química do filme protetor de óxido é AL₂O_3.

Ligas

A variedade mais resistente à corrosão é o alumínio técnico. Ou seja, metal quase puro de 90%. As ligas de alumínio, infelizmente, são muito mais propensas à ferrugem. Acredita-se que as impurezas de magnésio reduzem a resistência à corrosão deste metal, principalmente, e as impurezas de cobre, principalmente.

ligas de Mg-Al

Tais materiais são amplamente utilizados na construção, indústrias alimentícias e químicas. Eles também são muito usados em engenharia mecânica. Acredita-se que tais materiais sejam adequados para a construção de estruturas,exposto à água do mar.

Caso o magnésio não tenha mais de 3% na composição da liga, ele terá quase as mesmas propriedades anticorrosivas do alumínio técnico. O magnésio em tal liga está em solução sólida e na forma de partículas de Al8Mg5 uniformemente distribuídas por toda a matriz.

Se a liga contém mais de 3% deste metal, partículas de Al8Mg5 começam a cair, em sua maioria, não dentro dos grãos, mas ao longo de seus limites. E isso, por sua vez, tem um efeito extremamente negativo nas propriedades anticorrosivas do material. Ou seja, o produto fica muito menos resistente à ferrugem.

Magnésio e ligas de silício

Esses materiais são mais frequentemente usados em engenharia e construção. O Mg2Si torna as ligas desta variedade muito fortes. Às vezes, o cobre também é um componente de tais elementos. Também é introduzido na liga para endurecimento. No entanto, o cobre é adicionado a esses materiais em quantidades muito pequenas. Caso contrário, as propriedades anticorrosivas da liga de alumínio podem ser bastante reduzidas. A ferrugem intercristalina neles já começa com a adição de mais de 0,5% de cobre.

Além disso, a suscetibilidade à corrosão de tais materiais pode aumentar com um aumento injustificado da quantidade de silício incluída em sua composição. Esta substância é adicionada às ligas de alumínio, geralmente em tais proporções que após a formação do Mg2Si nada permanece. O silício em sua forma pura contém apenas alguns materiais desta variedade.

Corrosão do alumínio esuas ligas de zinco

Al enferruja, como já mencionado, mais lentamente que suas ligas. Isso também se aplica a materiais do grupo Al-Zn. Tais ligas estão em grande demanda, por exemplo, na indústria aeronáutica. Algumas variedades podem conter cobre, outras não. Nesse caso, o primeiro tipo de liga, é claro, é mais resistente à corrosão. A este respeito, os materiais Al-Zn são comparáveis ao magnésio-alumínio.

As ligas desta variedade com a adição de cobre apresentam sinais de alguma instabilidade à ferrugem. Mas, ao mesmo tempo, são destruídos devido à corrosão, ainda são mais lentos do que os feitos com magnésio e Cu.

Maneiras básicas de lidar com ferrugem

Claro, a taxa de corrosão do alumínio e suas ligas também pode ser reduzida artificialmente. Existem apenas algumas maneiras de proteger esses materiais da ferrugem.

Por exemplo, é possível excluir o contato deste metal e suas ligas com o meio ambiente pintando materiais de pintura. Além disso, um método eletroquímico é frequentemente usado para proteger o alumínio da ferrugem. Neste caso, o material é adicionalmente coberto com uma camada de metal mais ativo.

Outra maneira de proteger o Al da ferrugem é a oxidação de alta tensão. Uma técnica de revestimento em pó também pode ser usada para evitar a corrosão do alumínio. Usado para protegê-lo, é claro, e inibidores de ferrugem.

Como é feita a oxidação

Usando esta técnica, o alumínio e suas ligas são frequentemente protegidos da corrosão. Executaroxidação sob uma tensão de 250 V. Usando esta técnica, um filme de óxido forte é formado na superfície de um metal ou sua liga.

A influência sobre o material pela corrente neste caso é realizada usando resfriamento a água. Em baixas temperaturas, devido ao estresse, forma-se um filme na superfície do alumínio muito forte e denso. Se o procedimento for realizado em altas temperaturas, ele ficará bastante solto. O alumínio processado em tal ambiente precisa de proteção adicional contra o contato com o ar (pintura).

Ao usar esta tecnologia, o produto é primeiro desengordurado em uma solução de ácido oxálico. O alumínio ou liga é então mergulhado em álcali. Em seguida, o metal é afetado pela corrente. Na etapa final, se a oxidação foi realizada a uma temperatura suficientemente alta, o material é adicionalmente tingido por imersão em soluções salinas e depois tratado com vapor.

Usando LMB

Este método, como a oxidação, é usado para proteger o alumínio da ferrugem com bastante frequência. Tal material pode ser pintado pelo método seco, úmido ou em pó. No primeiro caso, o alumínio é primeiro tratado com uma composição contendo zinco e estrôncio. Além disso, o próprio LKM é aplicado ao metal.

Ao usar o método do pó, a superfície de trabalho é pré-desengordurada por imersão em soluções alcalinas ou ácidas. Além disso, compostos de cromato, zircônio, fosfato ou titânio são aplicados ao produto.

Usarisolantes

Muitas vezes, outros metais tornam-se estimulantes para o início de processos de corrosão no alumínio e suas ligas. Isso geralmente acontece com o contato direto de produtos ou suas peças. Para evitar que o alumínio enferruje, são usados isoladores especiais neste caso. Essas juntas podem ser feitas de borracha, paronita, betume. Também neste caso, vernizes e tintas podem ser usados. Outra forma de proteger o alumínio da corrosão em contato com outros materiais é revestir sua superfície com cádmio.

É especialmente importante garantir que as peças de alumínio em vários mecanismos e montagens sejam isoladas do contato direto com o cobre. Acredita-se também que não apenas as peças feitas de Al devem ser protegidas do contato com outros metais. Em termos de resistência à corrosão, o ferro é muito inferior ao alumínio, como o aço, por exemplo. Portanto, esses metais e alguns outros são frequentemente protegidos de maneira especial. Os materiais são simplesmente cobertos com uma camada protetora de alumínio. Obviamente, esses produtos também devem ser protegidos do contato com cobre ou outros metais.