Kao što svi znamo, metalni proizvodi s željezom kao glavnom komponentom obično hrđaju ako nisu pravilno zaštićeni (osim nehrđajućeg čelika). To je zato što se atomi željeza na metalnoj površini kombiniraju s kisikom u zraku kako bi se stvorio željezni oksid. Željezni oksid pojavljuje se crvenkasto smeđa, što je uobičajena hrđa, kao što je prikazano na slici ispod.
Razlog zašto nehrđajući čelik ne hrđa je taj što njegov kemijski sastav sadrži ne manje od 10,5% kroma. Kad je nehrđajući čelik izložen zraku ili vodi, kromov element će reagirati s kisikom prije željeza i formirati vrlo gusti pasivizacijski sloj, štiteći na taj način matricu od nehrđajućeg čelika od daljnje oksidacije i korozije.
U stvari, aluminij je isti kao željezo. Aluminij i njegove legure također će reagirati s aluminijskim atomima na njihovoj površini i kisikom u zraku kako bi se stvorio aluminijski oksid, ali boja je siva ili tamno siva, a ne hrđa. Međutim, ovaj aluminijski oksid igra istu funkciju kao i kromov oksid u nehrđajućem čeliku, formirajući zaštitni sloj na površini metala kako bi se spriječilo daljnju oksidaciju unutarnjeg metala, kao što je prikazano na donjoj slici.
U praksi smo vidjeli da neki čelični dijelovi posebno hrđaju, a neki čak i hrđaju, kao što je prikazano na donjoj slici, dok je aluminij rijedak. Pitam se imate li ovdje pitanje: zašto aluminijski oksid i kromov oksid mogu formirati zaštitni sloj, ali željezni oksid ne može?
U stvari, ovdje je ključ je li formirani oksidni sloj gust ili ne. Ako je oksidni sloj vrlo gust, vanjski korozivni spojevi (poput klorida, sulfida itd.) Teško je ući u unutrašnjost kako bi se korodirali novi metali, tako da se neće dogoditi daljnja korozija. Sljedeća slika je usporedba aluminija i oksida željeza. Željezni oksid je labav i porozan, a lako se oguliti, dok je aluminijski oksid gust i čvrsto se uklapa u supstrat.
Tada se ponovno postavlja pitanje, zašto željezni oksid nije gust i nije u stanju? To zahtijeva detaljnije znanje o kemiji i fizici. Zbog složenosti načela hrđe, nije jasno u jednoj ili dvije rečenice, ali jednostavno to možemo objasniti:
U stvari, ako je zrak apsolutno suh (bez vlage), željezni oksid (bilo Fe2O3 ili Fe3O4) također je stabilan spoj koji neće uzrokovati ljuštenje površine i daljnju koroziju unutarnjeg metala. Pravi razlog da hrđa padne i korodira iznutra je hidratizirani željezni oksid Fe2O3 · NH2O i željezni hidroksid (FEO (OH) Fe (OH) 3), koji su glavne komponente hrđe koju vidimo u svakodnevnom životu. Nakon hidratiziranog željeznog hidroksida kombinira se s željezom, on se proširuje u volumenu i lako je ispupčiti i puknuti. S druge strane, također čini da se ne može učinkovito pridržavati željezne matrice i lako se oguliti. Jednom kada staklo otkriva novi metal ispod, on će opet oksidirati i zahrđati, a zatim će se ciklus ponoviti dok se svi metali ne bi zahrđali i korodirali.
U normalnim uvjetima, aluminijski oksid neće reagirati s vodom i neće "hrđa" poput željeza, ali će korodirati pod nekim teškim uvjetima. Na primjer, pod jakim kiselinama ili jakim alkalnim uvjetima, brzina raspadanja oksidnog sloja na površini aluminija bit će veća od njegove brzine stvaranja. Da bi se izbjegla ova situacija, aluminij bez ikakvog površinskog tretmana treba koristiti u rasponu pH od 4,5 do 8,5.
Drugi uobičajeni uzrok aluminijske korozije je elektrokemijska korozija. Kad su dva različita metala uronjena u vodu, formira se slaba baterija ili krug. Zbog toga se elektroni teče između metala, iscrpljujući više elektrokemijski aktivnije od dva metala. Aluminij ima veći elektrokemijski potencijal od većine ostalih metala, kao što je prikazano na donjoj slici. Stoga, ako se stvori krug između aluminija i blagog čelika ili nehrđajućeg čelika, aluminij će brzo korodirati.
Slika iz priručnika za prevenciju korozije i korozije
Stoga ne znači da aluminij nije sklon hrđi i koroziji, a nije potreban površinski antikorozijski tretman. Kad je aluminij prijeti od korozije, i dalje je potrebno odgovarajuće liječenje, poput anodizacije, praškastih premaza, izolacije izolacije itd.(文章来源: iMechanics 机械)
