Алюминиевые сплавы

Алюминий и алюминиевые сплавы нашли применение во многих областях техники в связи с тем, что они соединяют в себе многие ценные качества: легкость и прочность, теплопроводность и электропроводность, высокую коррозионную стойкость, большое разнообразие сплавов с широким спектром функциональных свойств. 

Чистый алюминий по своим химическим свойствам очень активен, но в присутствии окислителей образует плотную защитную пленку Al₂O₃ или Al₂O₃H₂O, поэтому достаточно устойчив в атмосфере, воде, большинстве нейтральных и многих слабокислых растворах вследствие склонности к пассивированию. 

Защитные пленки на алюминии растворяются в сильных кислотах и особенно легко в щелочах. Они устойчивы при pH от 3 до 9; в более кислых и щелочных средах алюминий активируется и растворяется с выделением водорода.

В технике в основном используется не чистый алюминий, а различные алюминиевые сплавы, которые имеют более высокие механические свойства, но, как правило, более низкую коррозионную стойкость. Чаще всего компонентами сплавов являются медь, марганец, магний, цинк и кремний. 

Сплавы системы Al-Mg характеризуются хорошей коррозионной стойкостью и довольно высокой прочностью, что позволило широко внедрять их для изготовления конструкций, работающих в агрессивных средах, в частности, судовых конструкций, контактирующих с морской водой и морской атмосферой. 

Сплавы Al-Mg-Si применяются в тех случаях, когда нужно обеспечить в конструкциях максимальную прочность, хотя при этом несколько снижается коррозионная стойкость и приходится предусматривать какие-либо меры противокоррозионной защиты.

Сплавы Al-Cu с добавками никеля, магния и кремния (типа дуралюмина) обладают еще большей прочностью ( σ_b ≥ 300 МПа), но низкой коррозионной стойкостью, поэтому использовать их можно только со средствами противокоррозионной защиты (анодирование, окраска). 

Сплавы Al-Zn-Mg относятся к высокопрочным ( σ_b ≥ 250 МПа) термически упрочняемым деформируемым сплавам и сочетают высокую прочность с неплохой коррозионной стойкостью (на уровне системы Al-Mg-Si). Эти сплавы требуют строгого соблюдения технологии производства, особенно термообработки, иначе возникает опасность коррозионного растрескивания. 

Несмотря на хорошую в целом коррозионную стойкость алюминиевых сплавов, в изделиях и конструкциях следует применять определенные меры по предотвращению некоторых специфических видов коррозионного разрушения. 

Алюминиевые сплавы обладают более электроотрицательным потенциалом (от -0,55 до    -0,7В) по сравнению с другими конструкционными металлами и сплавами, поэтому при использовании в конструкциях разнородных материалов следует учитывать опасность контактной коррозии. 

Высокопрочные сплавы в агрессивных средах могут проявлять склонность к коррозионным растрескиванию и расслаиванию и межкристаллитной коррозии.   

Коррозия алюминиевых сплавов в потоке воды, особенно морской, приобретает язвенный характер и может достигать разрушений до 4 мм/год. 

При определенных условиях алюминиевые конструкции могут подвергаться питтингу и щелевой коррозии.