يشمل تآكل الألمنيوم وسبائكه بشكل أساسي التنقر، والتآكل الحبيبي، والتآكل الناتج عن الإجهاد، والتآكل الناتج عن التقشر. على الرغم من أن الألومنيوم يتمتع بمقاومة عالية للتآكل، مثل أي مادة معدنية، بغض النظر عن مدى مقاومته للتآكل، فإنه سيواجه حتماً درجة معينة من فقدان التآكل أثناء الاستخدام. يبلغ فقدان التآكل السنوي للألمنيوم حوالي 0.5٪ من إنتاج الألومنيوم السنوي. من بين سبائك الألومنيوم المشوهة، تتمتع سلسلة 6000 بأكبر حجم إنتاج. في حين أن مقاومتها للتآكل ليست جيدة مثل سبائك سلسلة 1000، 3000، أو 5000، إلا أنها أفضل بكثير من سبائك سلسلة 2000 و7000. سبائك سلسلة 6000 هي أيضًا عرضة نسبيًا للتآكل بين الحبيبات، لذا يجب تقييم حساسية التآكل بين الحبيبات لمواد الألومنيوم من سلسلة 6000 المستخدمة في الهياكل الحرجة.
تصنيف تآكل الألومنيوم
من وجهة نظر شكل التآكل، يمكن تقسيم تآكل الألومنيوم إلى تآكل عام وتآكل موضعي. ويسمى الأول أيضًا بالتآكل الموحد، أو التآكل الشامل، في إشارة إلى التدهور الموحد لسطح المادة عند ملامسته للبيئة. يعد تآكل الألومنيوم في المحاليل القلوية مثالًا نموذجيًا للتآكل الموحد، كما هو الحال في التنظيف القلوي، حيث تكون النتيجة ترقق سطح الألومنيوم بنفس المعدل تقريبًا، مما يؤدي إلى فقدان الكتلة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه لا يوجد تآكل موحد مطلق، حيث أن تقليل السمك يختلف باختلاف المناطق. يشير التآكل الموضعي إلى التآكل الذي يحدث في مناطق أو أجزاء محددة من الهيكل، ويمكن تقسيمه أيضًا إلى الأنواع التالية:
1. تأليب التآكل
يحدث التآكل الحفري في مناطق أو بقع موضعية جدًا على سطح المعدن، مما يتسبب في حدوث ثقوب أو حفر تتوسع إلى الداخل وقد تؤدي إلى حدوث ثقب. عندما يكون قطر فتحة الحفرة أصغر من عمق الحفرة، يُسمى ذلك بالتآكل الحفري؛ عندما يكون قطر فتحة الحفرة أكبر من العمق، يمكن أن يطلق عليه تآكل التجويف. من الناحية العملية، لا توجد حدود صارمة بين الحفر وتآكل التجويف. يعد تآكل الألومنيوم في المحاليل المائية التي تحتوي على الكلوريدات مثالًا نموذجيًا على التآكل. في تآكل الألومنيوم، يعد التنقر هو الشكل الأكثر شيوعًا وينتج عن منطقة معينة من الألومنيوم لها إمكانات مختلفة عن المعدن الأساسي، أو عن طريق وجود شوائب ذات إمكانات مختلفة عن مصفوفة الألومنيوم.
2. التآكل الحبيبي
يحدث هذا النوع من التآكل عند حدود حبيبات المعادن أو السبائك دون تآكل واضح للحبيبات أو البلورات نفسها. إنه تآكل انتقائي يمكن أن يقلل بشكل كبير من الخواص الميكانيكية للمادة، مما قد يؤدي إلى أضرار هيكلية أو حوادث. يحدث التآكل بين الحبيبات لأنه، في ظل ظروف معينة، تكون حدود الحبوب نشطة للغاية؛ على سبيل المثال، قد تكون هناك شوائب عند حدود الحبوب، أو قد يزيد أو ينقص تركيز عنصر صناعة السبائك معين عند حدود الحبوب. بمعنى آخر، يجب أن تكون هناك طبقة رقيقة على حدود الحبوب تكون سالبة كهربائيًا بالنسبة لبقية الألومنيوم، والتي تتآكل بشكل تفضيلي. يمكن أن يتعرض الألومنيوم عالي النقاء- لهذا النوع من التآكل في حمض الهيدروكلوريك والماء الساخن. سبائك AI-Cu، AI-Mg-Si، Al-Mg، وAl-Zn-Mg كلها حساسة للتآكل بين الحبيبات.
3. التآكل الجلفاني
التآكل الجلفاني هو شكل مميز آخر من أشكال التآكل للألمنيوم. عندما يكون معدن أقل نشاطًا ومعدن أكثر نشاطًا مثل الألومنيوم (الأنود) متلامسين في نفس البيئة، أو متصلين بواسطة موصل، يتشكل زوج جلفاني، مما يتسبب في تدفق التيار ويؤدي إلى التآكل الجلفاني. يُعرف التآكل الجلفاني أيضًا بالتآكل ثنائي المعدن أو التآكل التلامسي. يتمتع الألومنيوم بقدرات طبيعية سلبية للغاية، وعندما يتلامس مع معادن أخرى، فإنه يعمل دائمًا بمثابة الأنود، مما يؤدي إلى تسريع عملية التآكل. تقريبا جميع سبائك الألومنيوم والألمنيوم عرضة للتآكل الجلفاني. كلما زاد فرق الجهد بين المعدنين المتلامسين، كلما زاد التآكل الجلفاني. من المهم بشكل خاص ملاحظة أنه في التآكل الجلفاني، يكون عامل المساحة مهمًا للغاية، حيث يكون الكاثود الكبير والأنود الصغير هو المزيج الأكثر ضررًا.
4. تآكل الشقوق
عندما تتلامس نفس المعادن أو معادن مختلفة، أو عندما تتلامس المعادن مع معادن غير{0}، يمكن أن يتشكل شق، مما يؤدي إلى التآكل في الشق أو بالقرب منه، بينما تظل المنطقة الواقعة خارج الشق غير متآكلة. ويرجع ذلك إلى نقص الأكسجين داخل الشق، مما يؤدي إلى تكوين خلية تركيز. يكاد يكون تآكل الشقوق مستقلاً عن نوع السبائك؛ وحتى السبائك شديدة المقاومة للتآكل-يمكن أن تتعرض لذلك. تعمل البيئة الحمضية الموجودة في الجزء العلوي من الشق على تحفيز التآكل، مما يجعله شكلاً من أشكال التآكل تحت الترسبات (أو النطاق الفرعي) -. يعد التآكل السطحي تحت الملاط في 6063 مقطعًا من مقاطع بناء الألومنيوم نوعًا شائعًا جدًا من تآكل الشقوق تحت الرواسب. يمكن أن تؤدي وصلات الفلنجة ومناطق تثبيت الصواميل والأسطح المتداخلة ومسام اللحام والأسطح المعدنية تحت الصدأ أو الحمأة أو الرواسب الأخرى إلى تآكل الشقوق.
5. تكسير التآكل الإجهادي
يحدث التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي عندما يتعايش إجهاد الشد مع وسائط محددة قابلة للتآكل، مما يؤدي إلى تشقق التآكل. يمكن أن يكون الضغط إجهادًا خارجيًا أو متبقيًا داخل المعدن. وقد يتولد الأخير أثناء التشوه في عمليات التصنيع، أو أثناء التغيرات الشديدة في درجات الحرارة أثناء التبريد، أو بسبب تغيرات الحجم الناجمة عن التغيرات الهيكلية الداخلية. تعتبر الضغوط الناتجة عن التثبيت أو التثبيت أو الضغط أو الانكماش أيضًا من الضغوط المتبقية. عندما يصل إجهاد الشد على سطح المعدن إلى قوة الخضوع Rpo.2، يمكن أن يحدث تشقق بسبب التآكل الإجهادي. تنتج الصفائح السميكة من سبائك الألومنيوم من سلسلتي 2000 و7000 ضغوطًا متبقية أثناء التبريد، والتي يجب تخفيفها عن طريق التمدد المسبق - قبل معالجة التعتيق لمنع تشوه أجزاء الطائرة أثناء التشغيل الآلي أو إدخال إجهاد متبقي في الأجزاء.
6. التآكل الصفائحي
هذا النوع من التآكل، المعروف أيضًا باسم التصفيح أو التشظي أو التآكل الصفائحي وغالبًا ما يشار إليه ببساطة باسم التقشير، هو شكل خاص من التآكل يوجد في سبائك الألومنيوم من سلسلة 2000 و5000 و6000 و7000. وهو شائع في المواد المبثوقة، وبمجرد حدوثه، يمكن أن يتقشر طبقة بعد طبقة مثل الميكا.
7. التآكل الخيطي
يمكن أن يتطور هذا التآكل تحت الطلاء أو طبقات الطلاء الأخرى على الألومنيوم في نمط يشبه الدودة، على الرغم من أنه لم يتم ملاحظته تحت الأفلام المؤكسدة. ويحدث هذا بشكل عام تحت طبقات الطلاء على المكونات الهيكلية المصنوعة من الألومنيوم في الطائرات أو مكونات الألومنيوم في البناء/الهيكل. يرتبط التآكل الخيطي بتركيبة المادة والمعالجة المسبقة-قبل الطلاء والعوامل البيئية، مثل درجة الحرارة والرطوبة والكلوريدات.
