アルミニウム棒の耐食性が重要な理由
アルミニウム棒は、構造支持体、機械加工された継手、電気コネクタおよび留め具に使用されており、これらの用途の多くでは、棒は湿気、化学物質、または潮風に何年もさらされても耐える必要があります。アルミニウムは本質的に耐食性を備えています。これは、薄くて緻密な酸化膜が新しい表面に即座に形成され、さらなる攻撃をブロックするためです。その自然の保護は、合金の化学的性質や表面の処理方法によって弱められたり強化されたりする可能性があり、同じサイズの 2 本の棒が同じ環境で大きく異なる動作をする可能性があるのはそのためです。
耐食性を決定する要因
合金組成が最初の要素です。 1xxx シリーズなどの純アルミニウム グレードは最高の一般耐食性を備えていますが、2xxx および 7xxx シリーズの銅-含有合金は、孔食やガルバニック攻撃が発生しやすくなっています。 5052 や 5083 などの 5xxx 合金を含むマグネシウム-は、耐塩水性が特に高く評価されています。表面処理は 2 番目の要素です。陽極酸化は電気化学的に酸化層を厚くし、耐用年数を劇的に延ばすことができます。 3 番目の要素は環境そのものです。海洋空気中の塩化物、酸性またはアルカリ性のプロセス流体、およびより貴金属との接触はすべて腐食を促進するため、ロッドはこれらの条件を念頭に置いて仕様を指定する必要があります。
陽極酸化がアルミニウム棒を保護する仕組み
陽極酸化は、ロッド表面に制御された酸化物層を成長させる電気化学プロセスです。典型的なタイプ II 硫酸プロセスでは、ロッドを約 20℃の 15 ～ 20% 硫酸浴に浸漬し、12 ～ 18 V DC で処理して 10 ～ 25 ミクロンの層を形成します。陽極層は硬く、通常 500 ～ 800 HV で、熱水または酢酸ニッケルで封止すると細孔が閉じて腐食から保護されます。陽極酸化された 6061 ロッドは通常、ASTM B117 に基づく塩水噴霧試験に 1,000 時間以上耐えることができ、これはコーティングされていないロッドでは匹敵できないレベルの性能です。
一般的な腐食の種類と予防
電解腐食は、アルミニウムが電解液の存在下で鋼や真鍮などのより貴な金属と結合すると発生します。これは、絶縁ガスケット、コーティング、または適切な留め具の選択で金属を隔離することによって防止されます。孔食は主に塩化物によって引き起こされ、局所的な小さな空洞として現れます。この問題は、マグネシウムまたはマンガンを含む合金を選択し、表面を陽極酸化または塗装することで軽減されます。{2}隙間腐食は、停滞した湿気が集まる遮蔽されたエリアで発生するため、排水に配慮した設計と定期的な清掃によって回避するのが最善です。-一部の高強度焼戻しでは応力腐食割れのリスクがあるため、重要な 7xxx 用途には T73 などの過時効焼戻しが指定されています。
耐食性の試験
標準化されたテストにより、購入者はロッドを同等の基準で比較できます。{0}{1} ASTM B117 は一般的な中性塩水噴霧試験ですが、ASTM G85 はコーティングされた製品の修正された塩水噴霧手順をカバーしています。海洋サービスの場合、ASTM G44 では、潮汐帯をシミュレートするために 3.5% 塩化ナトリウム溶液に交互に浸漬します。約 4% のマグネシウムを含む 5086 などの合金は、海水中での腐食率が年間 0.1 mm 未満であり、注文書に適切なテストを指定することで、購入者と供給者の両方に明確な合格基準が与えられます。
環境に応じた適切なロッドの選択
沿岸および海洋の構造物の場合は、5052 や 5083 などの 5xxx 合金を選択し、表面が塩水と直接接触する場合は、陽極酸化仕上げまたは塗装仕上げを指定します。化学処理の場合、1xxx および 3xxx 合金は多くの弱酸やアルカリに耐性があり、清潔に保つのが簡単です。腐食が二次的な懸念となる高強度用途の場合、陽極酸化処理を施した 6061-T6 が実用的なバランスを提供しますが、7075 は過時効焼戻しおよび湿潤環境での保護コーティングのみで使用する必要があります。注文段階で合金、焼き戻し、仕上げ、および試験基準を確認することで、後々費用のかかる現場での故障を防ぐことができます。
よくある質問
Q: 純アルミニウム棒は塩水で腐食しますか?
はい、時間の経過とともに、保護酸化物が局所的に攻撃されるため、塩化物環境では 1050 および 1060 の孔食が発生します。海洋サービスの場合は、代わりに 5083、5052、または陽極処理された 6061 が指定されます。
Q: 陽極酸化アルミニウムロッドは屋外でどのくらい持続しますか?
20 ～ 25 ミクロンの密封された陽極皮膜の場合、環境に応じて 15 ～ 30 年持続します。工業用地や沿岸地域では、より厚いフィルムと定期的な洗浄が必要です。
Q: アルミニウム棒が鋼と接触すると腐食する可能性がありますか?
はい、ガルバニック腐食です。電解液中では、鋼とアルミニウムの組み合わせが接合部近くのアルミニウムを腐食します。接触を防ぐために、金属をワッシャー、ペイント、または陽極酸化処理で隔離してください。
Q: どのアルミニウム合金が最も優れた耐食性を持っていますか?
5xxx および 6xxx ファミリの 5083、5052、および 6061 は、純粋な 1060 と同様に、最高の一般および海洋耐性を提供します。. 5083 は海水サービスのベンチマークです。
Q：アルミ棒の孔食は防止できますか？
完全に塩化物が含まれているわけではありませんが、制御可能です。5xxx 合金を選択し、表面を陽極酸化または塗装したままにし、ガルバニックカップルを避け、海洋部品を真水ですすいでください。
Q: pH はアルミニウム棒の耐食性にどのような影響を与えますか?
アルミニウムは、おおよそ pH 4 ～ pH 9 の間で安定な不動態酸化膜に依存しています。その窓の外側では、膜が壊れ、両性金属が急速に腐食するため、たとえ中性の淡水や大気中では良好に機能するとしても、強酸や強アルカリがアルミニウム棒を攻撃します。