Lochkorrosion von Aluminium of

Lochfraß oder Lochfraßkorrosion

Lochkorrosion ist die häufigste Art Aluminiumkorrosion und Aluminiumlegierungen. Es wird oft als Lochfraß bezeichnet.. Geschwüre bilden sich in der Aluminiumoxidschicht, der Atmosphäre ausgesetzt, Süß- oder Salzwasser und andere neutrale Elektrolyte. Da in Lösungen mit hohem Säuregehalt oder hoher Alkalinität der Oxidfilm normalerweise nicht stabil ist, dann tritt Lochfraßkorrosion nur im pH-Bereich von 4,5 zu 9,0.

Geschwüre können winzig und konzentriert oder weit verstreut sein und je nach chemischer Zusammensetzung der Aluminiumlegierung unterschiedlich groß sein, die Qualität des Oxidfilms und die Eigenschaften des korrosiven Mediums. Das Lochfraßphänomen kann durch das Vorhandensein von Spalten und Kontakten zwischen Aluminium und anderen Metallen verstärkt werden..

Morphologie der Lochfraßkorrosion von Aluminium

Es ist bekannt, dass Chloridionen den Oxidfilm "durchbrechen" können. Aluminiumchlorid (AlCl₃) sind normalerweise in der Lösung im Inneren des Geschwürs vorhanden und ihre Konzentration steigt mit der Entwicklung von Korrosion oder mit abnehmender Feuchtigkeit der Umgebungsluft. Eine gesättigte Lösung von Aluminiumchlorid hat einen pH-Wert von etwa 3,5, Daher dauert die Korrosion am Boden von Korrosionsgruben an, bis, während Sauerstoff und korrosiver Elektrolyt noch dorthin wandern können. Die Form von Korrosionsgruben kann von kleinen untertassenförmigen über halbkugelförmigen bis hin zu tiefen runden zylindrischen Löchern variieren. Dies unterscheidet Lochfraß von interkristalliner Korrosion., in denen sich unterirdische "Tunnel" entlang der Korngrenzen bilden, meist nur durch ein Mikroskop sichtbar.

Bild – Galvanische Chemie der Lochfraßkorrosion

Lochfraßbeständigkeitsbewertung

Die Beständigkeit von Aluminiumlegierungen gegen Lochfraß hängt maßgeblich von ihrem Reinheitsgrad ab.. Reines Aluminium hat maximale Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion, und Legierungen verschiedener Baureihen hinsichtlich Lochfraßbeständigkeit in folgender Reihenfolge (in europäischen und internationalen Bezeichnungen): 1xxx - 5xxx - 3xxx - 6xxx - 7xxx - 2xxx.

Technisches Aluminium

Reines Aluminium (99.00 % und sauberer) ist beständiger gegen Lochkorrosion, als jede der Aluminiumlegierungen. Eine schnelle Auflösung des Oxidfilms erfolgt nur in stark sauren oder stark alkalischen Lösungen. Im pH-Bereich von 4 zu 9 auf dem Oxidfilm können nur Flecken und leichte lokale Lochfraßkorrosion auftreten. Reinstaluminium (99.999 .) % und sauberer) widersteht Lochfraß viel erfolgreicher, als industrielles Aluminium.

Aluminium-Magnesium-Legierungen

Von allen industriellen Aluminiumlegierungen 5xxx Legierungen (Al-Mg) mit Magnesiumgehalt nicht mehr als 3 % haben die beste Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion und die niedrigste Geschwürausbreitungsrate, insbesondere in Meerwasser und wässrigen Lösungen mit Chloridgehalt. Erhöhung des Kupfergehalts auf nur 0,2 % verringert die Beständigkeit dieser Legierungen gegen Lochfraß stark.

Aluminium-Mangan-Legierungen

Die nächstbeste Lochfraßkorrosionsbeständigkeit sind Aluminiumlegierungen 3xxx (Al-Mn), sowie 3003 (AMc) ich 3004 (D12). Aluminium-Mangan-Partikel in diesen Legierungen haben ein ähnliches elektrochemisches Potential wie Aluminium.. Daher bei niedrigem Kupfergehalt (bis zu 0,05 %) Legierungen 3003 und 3004 haben eine Lochfraßkorrosionsbeständigkeit, die fast der von reinem Aluminium entspricht. Eine Erhöhung des Kupfergehalts erhöht die Neigung zur Lochfraßkorrosion in Chloridlösungen und bei einem Kupfergehalt von ca 0,15 % dieser Einfluss wird sichtbar.

Kupfer und Eisen zum Lochfraß in Aluminium

Kupfer und Eisen haben den größten Einfluss auf die Lochfraßneigung aller Aluminiumlegierungen.. Obwohl 6xxx-Legierungen (Al-Mg-Si), z.B, Legierung AD31, allgemein mäßig anfällig für Lochfraßkorrosion, ihre Beständigkeit dagegen kann mit einem erhöhten Gehalt an Kupfer und Eisen stark abnehmen, z.B, Floß AD33 (Legierung 6061). Aluminiumlegierungen 7xxx (Al-Zn-Mg) Ø Legierungen 2xxx (Al-Cu-Mg und Al-Cu-Mn), besonders diese, die viel Kupfer enthalten, haben die geringste Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion. Daher ist die Oberfläche von Blechen aus diesen Legierungen in der Regel plattiert – mit einer dünnen Schicht aus technischem Aluminium überzogen, z.B, Aluminiumsorte AD1pl (99.30 %) An GAST 4784-97 oder eine spezielle Aluminiumlegierung mit ca. 1 % Zink (АЦпл) nach dem gleichen Standard. 7xxx kupferfreie Legierungen (mit oder ohne Mangan) zeigen die beste Lochfraßkorrosionsbeständigkeit aller hochfesten Legierungen.

Verhinderung von Lochfraßkorrosion von Aluminium

Typische Ansätze zur Reduzierung oder Minimierung von Lochfraß basieren auf folgenden Prinzipien:

• Reduzieren Sie die Aggressivität der Umgebung, z.B, Chloridionengehalt, die Temperatur senken, Säure und aktive Oxidationsmittel.
• Wählen Sie die Materialien für Aluminiumkonstruktionen sorgfältig aus. beispielsweise, möglichst Aluminiumlegierungen 5xxx und 3xxx . verwenden. Verwenden Sie hochfeste Aluminiumlegierungen nur plattiert.
• Strukturen sorgfältig gestalten: Spalten vermeiden, Zirkulation und Mischen von Flüssigkeiten anwenden, um Stagnation zu vermeiden, sorgen für eine effektive Ableitung von Flüssigkeiten aus Strukturen.

Eine Quelle:

1. Korrosion von Aluminium und Aluminiumlegierungen. Bearbeitet von J. R. Davis. – ASM International, 1999.