Corrosiewering
18Al-Zn-Mg-Cu Legeringen (7XXX reeks)
Deze legeringen ontvingen speciale aandacht omdat er al lang werd ingezien dat ze van alle aluminium legeringen de grootste respons gaven op verouderingsharding. Al in 1917 werden sterktewaarden gemeten van 580 MPa voor een samenstelling van Al-20Zn-2,5Cu-0,5Mg-0,5Mn, terwijl die van het als sterk bekend staande Duraluminium 420 MPa bedroeg.
Algemene effecten van het legeren van aluminium (deel 1)
Hoewel de overheersende reden voor legeren het verhogen is van de mechanische sterkte, is ook de invloed op andere karakteristieken van gelegeerd aluminium onmiskenbaar. Een aantal van deze invloeden zal hier worden behandeld.
Aluminium-lagerlegeringen
De ruimschootse beschikbaarheid van aluminium en zijn betrekkelijk stabiele prijs vormden aanleiding tot een voortdurende ontwikkeling in zijn gebruik voor gewone lagers. Aluminium in de vorm van een enkel metaal, als binaire en ternaire legering, kan nu worden gebruikt in hetzelfde belastinggebied als babbitts, koper-loodlegeringen en hoog-loodhoudende tinbronzen. Daar komt nog bij de uitstekende corrosievastheid van aluminium dat de laatste jaren een steeds belangrijker bron van overweging vormt bij de keuze van een materiaal. Een en ander heeft geleid tot verspreid gebruik van aluminiumlegeringen voor lagers in automobielen en heeft daarmee de koper-loodlegeringen en loodhoudende bronzen verdrongen.
Aluminium algemeen deel 1; aluminium, aluminiumlegeringen, aluminiumlagen, aluminiumoxidelagen
De beproeving van aluminium en aluminiumlegeringen vindt grotendeels op dezelfde manier plaats als bij andere non-ferrolegeringen en staal.
Aluminium en enkele verschijningsvormen van corrosie
Aluminium (Al) komt als element op de tweede plaats van de meest voorkomende metalen in de aardkorst. Ondanks dat aluminium in ruime mate aanwezig is, kon het pas omstreeks 1930 op commerciële schaal worden gewonnen. De reden hiervan is de zeer grote affiniteit van aluminium met zuurstof.
Aluminium en scheurvormende spanningscorrosie deel 1; Inleiding, effect van spanning, spanningsverlaging
Alleen aluminiumlegeringen die aanzienlijke hoeveelheden oplosbare legeringselementen bevatten, voornamelijk koper, magnesium, silicium en zink, zijn gevoelig voor SSC.
Aluminium en scheurvormende spanningscorrosie deel 2; effect van korrelstructuur en spanningsrichting, invloed van het milieu, spanningscorrosie ranglijsten
Alleen aluminiumlegeringen die aanzienlijke hoeveelheden oplosbare legeringselementen bevatten, voornamelijk koper, magnesium, silicium en zink, zijn gevoelig voor SSC.
Aluminium en scheurvormende spanningscorrosie deel 3; 2xxx-legeringen, 5xxx legeringen, 6xxx legeringen, 7xxx legeringen die koper bevatten
Alleen aluminiumlegeringen die aanzienlijke hoeveelheden oplosbare legeringselementen bevatten, voornamelijk koper, magnesium, silicium en zink, zijn gevoelig voor SSC.
Aluminium en scheurvormende spanningscorrosie deel 4; kopervrije 7xxx legeringen, gietlegeringen, SSC-beproeving van aluminiumlegeringen
Alleen aluminiumlegeringen die aanzienlijke hoeveelheden oplosbare legeringselementen bevatten, voornamelijk koper, magnesium, silicium en zink, zijn gevoelig voor SSC.
Aluminium en scheurvormende spanningscorrosie deel 5; testen met gladde proefstukken, wisselende onderdompeling in 3.5% NaCI, continue onderdompeling in kokend 6% NaCI
Alleen aluminiumlegeringen die aanzienlijke hoeveelheden oplosbare legeringselementen bevatten, voornamelijk koper, magnesium, silicium en zink, zijn gevoelig voor SSC.
Aluminium en scheurvormende spanningscorrosie deel 6; de opgedrukte-stroomtest voor 5xxx legeringen, andere testmedia
Alleen aluminiumlegeringen die aanzienlijke hoeveelheden oplosbare legeringselementen bevatten, voornamelijk koper, magnesium, silicium en zink, zijn gevoelig voor SSC.
Aluminium en scheurvormende spanningscorrosie deel 7; testen met voorgescheurde proefstukken, langzame-rekproef
Alleen aluminiumlegeringen die aanzienlijke hoeveelheden oplosbare legeringselementen bevatten, voornamelijk koper, magnesium, silicium en zink, zijn gevoelig voor SSC.
Aluminium met verhoogde mechanische eigenschappen
Aluminium is een zeer veelzijdig metaal dat zowel gelegeerd als ongelegeerd wordt toegepast in diverse marktsegmenten. Enige nadelen kunnen nog wel eens zijn de beperkte corrosiebestendigheid en veelal relatief lage mechanische waarden. Om de corrosiebestendigheid te verbeteren heeft men met legeren en/of anodiseren veel kunnen bereiken. Dit blog gaat echter vooral over het sterk verbeteren van de mechanische waarden dat men bereiken kan door een speciale warmtebehandeling dat ook wel precipitatieharding wordt genoemd. De vraag is wat deze activiteit nu precies inhoudt.
Aluminium Toepassingen Deel 1
De beproeving van aluminium en aluminiumlegeringen vindt grotendeels op dezelfde manier plaats als bij andere non-terralegeringen en staal. Uitgebreid artikel (2 delen) over: Aluminiumlegeringen, Aluminium-gietlegeringen, Aluminiumlagen, Bewerken, Eloxeren, Extruderen, en Guinier-preston-zones
Bescherming tegen galvanische corrosie van aluminium en zijn legeringen
In tal van constructies worden aluminium en zijn legeringen in combinatie met andere metalen en legeringen gebruikt. Dit kan onder bepaalde omstandigheden aanleiding geven tot galvanische corrosie. Het is dus zaak om enig inzicht te hebben welke combinaties tot corrosieschade zullen en welke niet en wat er tegen deze vorm van corrosie kan worden ondernomen.
Bestrijding van corrosiepokken op aluminium.
De relatief goede corrosiebestendigheid van aluminium is te danken aan de bijzondere eigenschap van het aluminiumoppervlak om passief voor haar omgeving te worden. M.a.w. het reactieve c.q. onedele aluminium gedraagt zich edel dankzij dit oppervlak. Dit gebeurt doordat het aluminium direct met zuurstof reageert dat in de omgeving aanwezig is. Dat gebeurt zelfs zonder de aanwezigheid van een elektrolyt c.q. water. Een dunne amorfe oxidelaag wordt op deze wijze gevormd en dat wordt ook wel de aluminafilm genoemd. Deze laag, die maximaal slechts 10?nanometer dik is, beschermt het metaal tegen corrosie omdat deze huid het onderliggende metaal hermetisch afsluit.
Chroom-6 in de metaalindustrie wat is Chroom-6?
Dat chroom-6 (hexavalent chroom) giftig is en kankerverwekkend is, is nu wijdverbreid bekend. Door wet en regelgeving komen er steeds meer beperkingen in toepassing van chroom-6 bij de oppervlaktebehandeling van metalen. Chroom-6 staat voor hexavalent chroom, ook bekend als het chroom ion Cr 6+. Chroom-6 is met name giftig als het verstuift in de atmosfeer en als mensen het dan inademen. Bij defensie is dit verstuiven berucht omdat het op grote schaal gebeurde bij het schuren aan de vliegtuigen en het rijdend en varend materieel en bij het spuiten hiervan.
Corrosiebescherming aluminium voor vliegtuigen
Conversielagen zijn metaalafwerkingsprocessen waarbij het aanbrengen van een deklaag op een ondergrond de corrosieweerstand daarvan verhoogt en het oppervlak geschikt maakt voor additionele deklagen.
Corrosie en corrosiebestrijding van en met aluminium
Als een stalen plaatje in een 1M (= concentratie van 1 mol/liter) oplossing ijzersulfaat wordt gehangen en een koperen plaatje in een 1M kopersulfaatoplossing wordt gehangen, dan ontstaat een elektrochemische cel. Voorwaarde is dat de twee vloeifstoffen elektrolytisch met elkaar verbonden zijn door een membraam (bijvoorbeeld een aardewerk plaat).
Corrosie en de bestrijding ervan
Corrosie komt in de praktijk in verschillende vormen voor. Iedere corrosievorm vraagt de nodige aandacht van de constructeur en procestechnoloog met het oog op corrosiepreventie. Het ontstaan en het voorkomen van corrosiemechanismen hangen dan ook nauw met elkaar samen. Onwetendheid heeft in de praktijk al tot zeer veel onnodige schade geleid. Feitelijk kan gesteld worden dat de meeste corrosie voorkomen had kunnen worden, mits er voldoende kennis aanwezig was geweest. De wens is dan ook dat dit artikel bij zal dragen om corrosie verder terug te dringen.
Corrosiegedrag van aluminium en zijn legeringen: Deel 1
Aluminium ontleent zijn uitstekende corrosieweerstand aan een oxidelaag die sterk aan het metaaloppervlak hecht en die zich, indien beschadigd, onmiddellijk herstelt in de meest milieus.
Corrosiegedrag van aluminium en zijn legeringen Deel 2
Aluminium, zoals aangeduid door zijn positie in de elektrochemische reeks, is een thermodynamisch reactief metaal, van de constructiemetalen zijn alleen beryllium en magnesium reactiever.
Corrosie van aluminium
Aluminium beschikt doorgaans over een uitstekende corrosievastheid in zowel natuurlijke milieus, zoet water, zeewater, tal van bodemsoorten en chemicaliën en de meeste voedingswaren. Deze corrosievastheid is te danken aan de aanwezigheid van een passieve oxidefilm op het metaaloppervlak. Toch kan het voorkomen dat deze beschermende oxidefilm wordt doorbroken en er corrosieve aantasting kan optreden.
corrosievermoeiing van gelast aluminium in zeewater
“De effectiefste manier om vermoeiingsgedrag van AA5083, een legering die in de scheepsbouw wordt toegepast, te verbeteren is door het lasproces te veranderen.” Dat zegt Saskia Benedictus - De Vries, die promoveerde aan de TU Delft. Onderwerp van het proefschrift is ‘corrosievermoeiing van gelast aluminium in zeewater, specifiek 5083, een legering met 4,5 procent magnesium en net iets minder dan 0,7 procent mangaan’. Momenteel vindt er veel scheurvorming plaats in dit materiaal bij high speed ferries.
Corrosieweerstand van deklagen op aluminium
Corrosie is een oppervlakteverschijnsel en de gevolgen van slecht voorbehandelde oppervlakken, ruwe texturen en complexe vormen kunnen buitengewoon schadelijk zijn. Ontwerpbeperkingen maken het aanbrengen van een beschermende deklaag noodzakelijk om schade ten gevolge van corrosie zo niet te verhinderen dan toch zoveel mogelijk te beperken.
De chemische oppervlaktebehandeling van aluminium
In de bouwindustrie, in de lucht-en ruimtevaart-, in de coil-coating-en automobielindustrie, bij de fabricage van huishoudelijke en elektrische apparaten en tenslotte in de verpakkingsindustrie (aluminium cans), spelen chemische oppervlaktebehandelingsprocessen van aluminium een belangrijke rol bij de kwaliteit van de finishing. Het doel van de chemische oppervlaktebehandeling op aluminium is tweedelig: -verbetering van de corrosieweerstand. -verbetering van de hechting van een aan te brengen verfsysteem. Vooral in de bouwindustrie is de toepassing van gelakt aluminium steeds belangrijker geworden. Verwerking vindt plaats in gevels, ramen, deuren, gevelbeplating, binnenwanden, plafonds, balkonhekken, enz. Een goede chemische voorbehandeling van aluminium plaat, extrusieprofielen en aluminium band (coil-coating toepassing) is noodzakelijk voor het bereiken van de huidige hoge kwaliteitseisen.
De reductie van filiform corrosie op gecoat aluminium door het toepassen van anodiseerlagen
In het kader van het IOPproject 'Anodiseren als voorbehandeling van duurzaam aluminium' wordt onderzoek gedaan naar de invloed van anodiseren als voorbehandeling op het filiforme corrosiegedrag van gecoat aluminium. In dit onderzoek worden door TNO Industrie en de TU Delft de legeringen Al 3005, Al 3103 en Al 6063 onderzocht. In dit artikel wordt het mechanisme van filiform corrosie op aluminium toegelicht en aangetoond zal worden dat de dikte van de poreuze laag een positieve invloed heeft op de weerstand tegen filiform corrosie. Dit effect is kwalitatief gezien gelijk voor de onderzochte legeringen maar kwantitatief gezien aanzienlijk verschillend.
De toepassing van potentiaalmetingen in de praktijk
De toepassing van materialen in bepaalde bedrijfscondities kan soms problemen opleveren. Indien vooraf inzicht kanworden verkregen in het gedrag van een materiaal in een bepaald milieu onder bepaalde condities dan kan dit op termijn grote problemen voorkomen. Er zijn diverse methoden om het corrosiegedrag van metalen te onderzoeken. Het eenvoudigst is simulatie van de werkelijkheid door het betreffende materiaal in contact te brengen met het milieu. Nadeel van deze methode is dat er niet, in een relatief korte tijd, een betrouwbaar beeld kan worden verkregen van corrosie-eigenschappen.
Externe factoren spelen belangrijker rol in vermoeiingsscheuren aluminium
De omgeving speelt een veel belangrijker rol op ermoeiingsscheuren van aluminium dan aangenomen. Het onderzoek ging in het bijzonder over aluminium 5083, een legering uit de 5000 serie dat veel wordt gebruikt in de scheepvaart omdat dit materiaal een goede corrosieweerstand heeft en tevens goed lasbaar is.
Het explosief lassen van aIuminium- magnesium gelegeerde pijpen
In verband met de goede zoutwaterbestendigheid van aluminium-magnesium legeringen van het type 54-S en 50-S werden door de Nederlandse Aardolie Maatschappij in de loop der tijd enkele 4' transportleidingen van dit materiaal vervaardigd. Het in het veld lassen van deze legeringen is echter geen eenvoudige zaak. Als nadelige bijkomstigheid worden zowel de strekgrens als de treksterkte en de corrosiebestendigheid in de direkte omgeving van de las nadelig beïnvloed als gevolg van de ontwikkelde laswarmte.
Het gedrag van lassen in aluminium
Het gedrag van een lasnaad wordt door verschillende factoren beïnvloed waaronder legering, vorm en warmtebehandelingstoestand van het basismetaal, lastoevoegmetaallegering en lasproces, afkoelsnelheid van de las, het naadontwerp, alle mechanische en thermische postlasbehandelingen en de gebruiksdoeleinden.
Is aluminium geschikt als constructiemateriaal voor verkeersbruggen?
Aluminium wordt reeds veelvuldig toegepast als dragend materiaal voor voetgangersbruggen. De gunstige sterkte-gewichtsverhouding en de goede weerstand tegen uniforme corrosie van veel legeringen bieden voordelen voor deze constructies ten opzichte van andere materialen. In veel gevallen kan bijvoorbeeld een coating achterwege worden gelaten, mits aandacht wordt besteed aan het voorkomen van galvanische corrosie. Maar is aluminium ook geschikt voor verkeersbruggen?
koudscheuren bij hoge sterkte aluminium te voorkomen
Goed gecontroleerde gietcondities en homogeen gesmolten materiaal vormen twee belangrijke uitgangspunten om koudscheuren bij hoge sterkte aluminium te voorkomen
Mechanische Eigenschappen van aluminium Deel 1
De basisvereiste voor een legering of deze in staat is tot verouderingsharding is een afname van de oplosbaarheid in de vaste toestand van een of meer van de legeringselementen bij dalende temperatuur.
Mechanische Eigenschappen van aluminium Deel 2
Hoewel vroege pogingen ter verklaring van de hardingsmechanismen in verouderingsgeharde legeringen beperkt moesten blijven vanwege gebrek aan experimentele gegevens, zijn er toch twee belangrijke postulaten geformuleerd. De ene was dat harding, of liever de gestegen weerstand van een legering tegen vervorming, het resultaat was van de invloed van precipitaatdeeltjes op het afschuiven van kristalvlakken. De ander was dat maximum harding samenhing met een kritische deeltjesgrootte.
Mechanische Eigenschappen van aluminium Deel 3
Vroeg werk met betrekking tot de hoogvastere aluminiumlegeringen was voornamelijk gericht op het maximaliseren van de treksterkte-eigenschappen van materiaal voor vliegtuigconstructies. Daarna verschoof de nadruk in de ontwikkeling van legeringen weg van de treksterkte als allesoverheersend kenmerk en werd er meer aandacht geschonken aan het gedrag van legeringen onder de grote verscheidenheid aan omstandigheden die zich bij het dagelijks gebruik voordoen
Mechanische Eigenschappen van aluminium Deel 4
Het is bekend dat, in tegenstelling tot staal, de toename die wordt bereikt in de treksterkte van de meeste non-ferrolegeringen niet gepaard gaat met evenredige verbetering van de vermoeiingseigenschappen. Dit verschijnsel wordt geïllustreerd door afbeelding 13, waarop het verband is te zien tussen de vermoeiingssterktegrens (5 x 108 wisselingen) en de treksterkte voor verschillende legeringen.
Neerslagcorrosie en interkristallijne corrosie
Bij het ontwerpen van aluminiumlegeringen is het voor voldoende corrosieweerstand van belang te bedenken dat ionen van verscheidene metalen reductiepotentialen bezitten die kathodischer zijn dan de oplospotentiaal van aluminium en daarom door het aluminium kunnen worden gereduceerd tot hun metallische toestand
Ontwerp van aluminium chassis
Steeds meer vlooteigenaren geven de voorkeur aan transportvoertuigen van aluminium omdat ze van mening zijn dat een mooi en verzorgd uiterlijk van de vrachtwagens de beste reclame is. Ook de corrosieweerstand van aluminium draagt bij aan het succes bij commerciele voertuigen.
Opbouw en eigenschappen van een aantal veel voorkomende aluminiumlegeringen
De eigenschappen van aluminium hangen af van een hele reeks factoren. Daarbij spelen in het bijzonder de met opzet toegevoegde of toevallig aanwezige andere elementen een zeer belangrijke rol. Met uitzondering van zeer zuiver aluminium Al99,99 wordt in de techniek alleen gebruikgemaakt van aluminium waaraan andere elementen zijn toegevoegd. Ook de eigenschappen van zuiver aluminium in de gradaties van Al99 tot Al99,99 worden in niet geringe mate bepaald door het gehalte aan ijzer (Fe) en silicium (Si). Aluminiumlegeringen bevatten naast het basismetaal aluminium meestal verscheidene legeringselementen.
Precipitatiehardende legeringen
Het overheersende doel bij het ontwerpen van aluminiumlegeringen is het verhogen van de sterkte, hardheid en weerstand tegen slijtage, kruip en vermoeiing. De mate waarin dit zal lukken hangt af van het feit of de legering wel of niet warmtebehandelbaar is. Bij warmtebehandelbare legeringen kunnen deze eigenschappen worden verkregen door precipitatie (uitscheiding) van bepaalde structuurbestanddelen, zodat er ook wel wordt gesproken over precipitatiehardende legeringen.
Puntlassen van aluminium
Puntlassen is de voornaamste verbindingstechniek die wordt toegepast in de automobielindustrie, omdat het goedkoop en snel is en omdat het ongevoelig is voor variaties in de maatnauwkeurigheid van de diverse onderdelen, waardoor het bij uitstek geschikt is voor automatisering.
Putcorrosie van aluminium
Corrosiegedrag van aluminium in waterige milieus. Speciale aandacht voor het verschijnsel putcorrosie.
SCHADE analyse
Vanwege zijn lage soortelijke massa en zijn goede corrosiebestendigheid in de atmosfeer en in diverse waterige milieu's is aluminium een veel toegepast bouwmateriaal. Om de bewerking en de mechanische eigenschappen van aluminium te verbeteren worden vaak enkele legeringselementen (zoals koper, silicium, mangaan, magnesium, e.d.) toegevoegd. Dergelijke legeringen met een hoge sterkte zijn vaak minder corrosiebestendig. De corrosiebestendigheid kan onder andere worden verbeterd door aan het oppervlak van dergelijke legeringen een laag aluminium aan te brengen (alclad), hetgeen de onderliggende aluminiumlegering kathodisch beschermt.
Slijtvaste aluminium legeringen
Reeds vanaf ongeveer 1940 worden aluminium legeringen gebruikt voor tribologische doeleinden, toen gegoten aluminium-tin lagers werden geïntroduceerd voor zware machinerieën. De ontwikkeling van aluminium-silicium legeringen wekte nog grotere belangstelling voor lichtgewicht aluminium legeringen voor slijtvaste onderdelen.
Toepassing en onderhoud van aluminiumgevels, wenken voor opdrachtgevers en beheerders in de bouw
Een beheersingsinstrument voor technische en bouwkundige beoordeling van zowel nieuwbouw als onderhoud van gevels is van belang voor opdrachtgevers en beheerders van gebouwen. Dit beheersingsinstrument, bijvoorbeeld in de vorm van een werkdocument, dient om betrouwbaar te zijn, opgesteld te worden vanuit praktijkervaringen en gegevens uit de beheerfase. Gebruik van een dergelijk instrument draagt bij aan een adequate kwaliteitsbewaking tijdens de levenscyclus van een bouwdeel. Hierdoor kunnen de verouderingsverschijnselen, waaraan ieder bouwdeel onderhevig is, tot een minimum worden beperkt. De kans op gebreken ten gevolge van ontwerpfouten, verkeerde detailleringen, vergissingen of onnauwkeurigheden bij de uitvoering en nalatigheid tijdens de beheerfase, vooral ten aanzien van reiniging, kunnen worden voorkomen. In verband met constatering van enkele gevallen van corrosie bij gevels die in aluminium zijn uitgevoerd is een aantal onderzoeken verricht.
Voorkom corrosie van metalen
Ik begin dit artikel met het aanhalen van Steve Jobs die zijn I-phone presenteerde, één apparaat wat alles kon, iets waar de wereld geen weet van had en hij wist dat de wereld dit nodig ging hebben en waar mensen voor in de rij zullen gaan staan. Helaas is er zoiets nog niet op materiaalkundig gebied. Met zo’n 3000 staalsoorten en ca 300 aluminiumlegeringen wordt er nog al eens een foute keuze gemaakt en is er niet één materiaal wat overal voor geschikt is. Zaak dus om hier bij stil te staan.
Wat is aluminium? Deel 4
Aluminium dankt zijn populariteit voor een groot gedeelte aan de corrosiebestendigheid. Vooral tegen weersinvloeden is het metaal goed bestand, wat in de bouw tientallen toepassingen heeft opgeleverd.
Welk lastoevoegmateriaal bij welke aluminium toepassing?
Bij het kiezen van een optimale laslegering moeten het uiteindelijke gebruik van de las en de gewenste prestaties voorop staan. Veel legeringen en legeringcombinaties kunnen met elkaar worden verbonden met behulp van een aantal laslegeringen, maar slechts één lastoevoegmetaal is de beste voor een bepaalde aluminium toepassing.