Quanto è resistente alla corrosione l'alluminio? L'alluminio è resistente alla corrosione?
In generale l’alluminio e le sue leghe presentano un’ottima resistenza alla corrosione. L'alluminio nel suo stato naturale, commercialmente puro o alluminio 1xxx, ha la migliore resistenza alla corrosione, ma tale qualità viene compromessa dall'aggiunta di leghe, in particolare rame e ferro ma anche magnesio o zinco. Gli elementi di lega utilizzati per ottenere le proprietà desiderabili della maggior parte dei gruppi di leghe di alluminio commerciali sono elencati di seguito.
| Gruppo di leghe | Principale elemento di lega | Forza | Duttilità | Resistenza alla corrosione | Saldabilità | Anodizzazione |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1xxx | Nessuno | L | H | H | H | VH |
| 2xxx | Cu | VH | L | L | L | L |
| 3xxx | Mn | L più | H | H | H | H |
| 5xxx | Mg | M | M | H | H | H |
| 6xxx | Si/Mg | M | M | H | H | VH-H |
| 7xxx | Zn/Mg | H | L | M | M | M |
| 7xxxCu | Zn/Mg/Cu | VH | L | L | L | L |
Questi elementi, aggiunti in piccole percentuali, vengono aggiunti per conferire al metallo le proprietà desiderate di resistenza, duttilità, saldabilità, lavorabilità, resistenza alla corrosione e altre. A causa di un certo grado di prevedibilità nei cambiamenti delle proprietà tra i diversi gruppi di leghe, vengono generalmente utilizzati in mercati diversi. Ai fini di questo post del blog, discuteremo principalmente della resistenza alla corrosione, ma quando si decide una lega, nessuna proprietà dovrebbe essere considerata isolatamente.
Qual è la relazione tra l'ossidazione dell'alluminio e la resistenza alla corrosione?
Paradossalmente, l’ossidazione dell’alluminio è una parte centrale della sua resistenza alla corrosione. L’alluminio ha un’altissima affinità con l’ossigeno. Quando una nuova superficie di alluminio viene esposta alla presenza di aria o di qualsiasi altro agente ossidante, sviluppa rapidamente una pellicola sottile e dura di ossido di alluminio (o ossido idrato in acqua non stagnante). Questa ossidazione dell’alluminio è proprio ciò che rende l’alluminio così resistente alla corrosione.
Questo film è relativamente inerte chimicamente. La resistenza alla corrosione dell'alluminio si basa sull'inattività di questa pellicola superficiale di alluminio o ossido idrato. È quando questa pellicola superficiale si dissolve che avviene la corrosione; quando il film subisce un danno localizzato e l'autoriparazione non può avvenire, ne consegue una corrosione localizzata.
Questa pellicola superficiale è generalmente stabile in un intervallo di pH compreso tra circa 4,5 e 8. La pellicola può rimanere stabile in altri casi a seconda dell'ambiente, ad esempio acido nitrico a pH 0, acido acetico glaciale a pH3 o ammonio idrossido a pH 13. La pellicola di ossido può essere dissolta nella maggior parte degli acidi e delle basi forti, nel qual caso la corrosione dell'alluminio sarà rapida.
Come per tutti i comuni elementi architettonici e strutturali, l'alluminio si corroderà in determinate condizioni. È più probabile che ciò si verifichi quando viene scelta la lega sbagliata per progetti o applicazioni. Per ottenere buoni risultati con l’alluminio è fondamentale conoscere quanto segue:
le condizioni in cui si verificherà la corrosione
la forma che assumerà la corrosione
il tasso di corrosione
eventuali misure preventive che possono essere adottate
L'alluminio arrugginisce? L'alluminio è resistente alla ruggine?
La ruggine è una forma di corrosione specifica del ferro e dell'acciaio (perché contiene ferro). In effetti, ruggine è il nome comune dell'ossido di ferro, quando il ferro o l'acciaio si lega all'ossigeno e subisce l'ossidazione. Pertanto, l'alluminio non può arrugginire.
La lega di alluminio arrugginisce?
L'alluminio e le sue leghe sono resistenti alla corrosione. Sebbene l’alluminio sia naturalmente resiliente, la sua resistenza diminuisce con l’aggiunta di altre leghe. La resistenza dell'alluminio alla corrosione è dovuta all'ossidazione. Quando le nuove superfici di alluminio entrano in contatto con l'aria o altri agenti ossidanti, si forma una pellicola sottile e dura di ossido di alluminio, che la protegge dalla corrosione. Tuttavia, è importante notare che l'alluminio non è completamente immune alla corrosione e può corrodersi in determinate condizioni.
Quali leghe hanno la migliore resistenza alla corrosione?
1xxx
Lega 1100: l'alluminio grado 1100 è alluminio commercialmente puro. Ha un'eccellente resistenza alla corrosione ed è comune nelle industrie chimiche e alimentari. Per il resto è un metallo tenero e duttile con ottima lavorabilità. Troverai spesso la lega 1100 in applicazioni che richiedono formatura. Può essere saldato con qualsiasi metodo, ma non è trattabile termicamente.
3xxx
Lega 3003: La lega 3003 è la più comune tra le leghe di alluminio. È alluminio puro di tipo commerciale con un aumento della resistenza del 20% grazie all'aggiunta di manganese e rame. Ha anche un'eccellente resistenza alla corrosione, lavorabilità e può essere saldato o brasato, trafilato o filato.
5xxx
Lega 5052:La 5052 è anche una lega molto popolare perché ha la resistenza più elevata tra tutti i gradi non trattabili termicamente. È particolarmente comune nelle atmosfere marine e di acqua salata a causa della sua resistenza alla corrosione. Ha un'eccellente lavorabilità e può essere facilmente disegnato o modellato in forme complesse.
6xxx
Lega 6061:La 6061 è la più versatile tra le leghe trattabili termicamente, compresa la resistenza alla corrosione, la lavorabilità dopo ricottura e la saldabilità. Troverai la lega 6061 in prodotti e applicazioni che richiedono un tripudio di bell'aspetto, migliore resistenza alla corrosione e buona resistenza.
Lega 6063: la 6063 è solitamente conosciuta come lega architettonica per la sua elevata resistenza, ottima finitura e proprietà di elevata resistenza alla corrosione. Troverai il 6063 in ambientazioni e finiture architettoniche interne ed esterne. È spesso anodizzato.
L'industria aerospaziale (2xxx e 7xxx)
Nell'industria aerospaziale sono necessarie sia elevata robustezza che elevata resistenza alla corrosione. Per questo motivo, l'industria aerospaziale è generalmente limitata alle serie di alluminio 2xxx e 7xxx. Aggiriamo la ridotta resistenza alla corrosione dell'alluminio legato in queste serie attraverso i rivestimenti Alclad che sono in alluminio puro e legati alla lega di alluminio più resistente sottostante. L'alluminio puro conferisce alla pialla la resistenza alla corrosione necessaria senza compromettere la resistenza dell'alluminio strutturale.
Lega 2011: La lega 2011, altrimenti nota come lega a lavorazione libera (FMA), è nota per la sua elevata resistenza meccanica e l'eccellente lavorazione, motivo per cui la si vede in parti complesse e dettagliate. Se questa lega viene lavorata ad alta velocità, produrrà trucioli fini, ma saranno facilmente rimossi.
Lega 2014: La lega 2014 è a base di rame con resistenza molto elevata e lavorazione eccellente. Lo troverai in molte applicazioni aerospaziali strutturali grazie alla sua elevata resistenza alla corrosione.
Lega 2024: la lega 2024 è molto comunemente utilizzata per la sua combinazione di elevata resistenza ed eccellente resistenza alla fatica. Lo troverai ovunque i prodotti richiedano un buon rapporto tra resistenza e peso. Ma la sua resistenza alla corrosione è piuttosto bassa, quindi la vedrai spesso con una superficie anodizzata (vedi sotto) o con Alclad.
Lega 7075: tra tutte le leghe di alluminio, la 7075 è una delle leghe con la resistenza più elevata. Come il 2024, ha un eccellente rapporto resistenza/peso e viene utilizzato in parti soggette a sollecitazioni elevate. 7075 può essere formato una volta ricotto e poi trattato termicamente se necessario.
Quanto velocemente avviene l'ossidazione dell'alluminio?
L'ossidazione dell'alluminio avviene più velocemente dell'ossidazione dell'acciaio perché l'alluminio ha una forte affinità con l'ossigeno. Quando tutti gli atomi di alluminio si sono legati all'ossigeno, il processo di ossidazione si interrompe.
