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Die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium-Magnesium-Legierungen: Warum überleben sie so lange im Ozean?
In der heutigen Industrie werden Aluminium-Magnesium-Legierungen aufgrund ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und ihres relativ geringen Gewichts häufig in anspruchsvollen Umgebungen wie dem Meer eingesetzt. Durch ihre Korrosionsbeständigkeit widerstehen diese Legierungen nicht nur der Erosion im Meer, sondern bleiben auch bei langfristiger Verwendung stabil. Wie überleben Aluminium-Magnesium-Legierungen in diesen rauen Umgebungen? Dieser Artikel befasst sich eingehend mit den Eigenschaften, Anwendungen und Korrosionsbeständigkeit von Aluminium-Magnesium-Legierungen.
Aluminium-Magnesium-Legierungen (AlMg) bestehen hauptsächlich aus Aluminium und ihrem Hauptlegierungselement Magnesium. Es handelt sich um eine mittelfeste, natürliche Legierung mit guten Schweißeigenschaften.
Zusammensetzung und Eigenschaften der Aluminium-Magnesium-Legierung
Aluminium-Magnesium-Legierungen gehören zur 5000er-Serie und spielen aufgrund ihres Magnesiumgehalts von bis zu 5 % in vielen Strukturwerkstoffen eine wichtige Rolle. Aufgrund ihrer Zusammensetzung lassen sich diese Legierungen nur schwer durch Wärmebehandlung verstärken. Ihre Festigkeit wird üblicherweise durch Kaltbearbeitung, beispielsweise durch Wickeln und Schmieden, erhöht. Gleichzeitig verleiht der Aluminiumgehalt der Aluminium-Magnesium-Legierung eine gute Duktilität, während Magnesium ihre Korrosionsbeständigkeit weiter verbessert.Aluminium-Magnesium-Legierungen werden in vielen Bereichen eingesetzt, unter anderem im Schiffsbau, in der Chemieindustrie, im Rohrleitungsbau, in der Kältetechnik und in der Automobilindustrie.
Der Schlüssel zur Korrosionsbeständigkeit
Die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium-Magnesium-Legierungen hängt von vielen Faktoren ab, unter anderem von der chemischen Zusammensetzung und Struktur der Legierung. Untersuchungen haben gezeigt, dass das Korrosionsverhalten von Aluminium-Magnesium-Legierungen eng mit der Löslichkeit von Magnesium in α-Phasenkristallen zusammenhängt. Bei einem Magnesiumgehalt von weniger als 3 % ist die Korrosionsbeständigkeit der Legierung in der Regel weitgehend gewährleistet. Mit zunehmendem Magnesiumgehalt ist jedoch eine geeignete Wärmebehandlung von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die β-Phase keinen durchgehenden Film an den Korngrenzen bildet. Dies wirkt sich direkt auf das Verhalten der Legierung in einer korrosiven Umgebung aus.Wenn die β-Phase einen durchgehenden Film bildet, kann es in der Aluminium-Magnesium-Legierung in rauen Umgebungen zu Spaltkorrosion kommen, was ihre Haltbarkeit verkürzt.
Verarbeitung und Anwendung
In der Praxis lassen sich Aluminium-Magnesium-Legierungen durch Extrusion nur schwer verarbeiten, da eine zu starke Veränderung der Eigenschaften zu einer Beeinträchtigung der Festigkeit führen kann. Zu den üblichen Verarbeitungsmethoden zählen Walzen und Schmieden usw., die dazu beitragen, die Festigkeit der Legierung zu erhalten. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit und guten Schweißeigenschaften werden diese Legierungen häufig in der Luft- und Raumfahrttechnik eingesetzt. Um die Schweißeigenschaften weiter zu verbessern und die strengen Anforderungen der Luft- und Raumfahrttechnik zu erfüllen, werden häufig Scandium (Sc) und Zirkonium (Zr) zugesetzt.Bildung einer korrosionsbeständigen Struktur
Die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium-Magnesium-Legierungen hängt nicht nur von ihrer chemischen Zusammensetzung ab, sondern wird auch von der Kristallstruktur der Legierung beeinflusst. Mit sinkender Temperatur sinkt die Löslichkeit von Magnesium in Aluminium allmählich deutlich im Vergleich zu hohen Temperaturen, wodurch die Eigenschaften der Aluminium-Magnesium-Legierung bei niedrigeren Temperaturen stabiler werden. Diese strukturellen Veränderungen verbessern die Korrosionsbeständigkeit nach längerer Wärmebehandlung erheblich.Nach einer geeigneten Wärmebehandlung wandeln sich die Korngrenzen in der Legierung um und bilden schließlich eine gleichmäßige Partikelstruktur, wodurch die Korrosionsbeständigkeit verbessert wird.
