家里阳台的铝合金门窗为什么会长出结晶物体并被腐蚀?如何处理?
一般讲铝合金门窗五金件的锈蚀是一个化学反应和电化学反应过程,也是一个多种物质的多种形式的反应,很难用一种或两种反应方式进行解释,但造成铝合金门窗五金件锈蚀损坏的原因,在自然条件下主要是电化学腐蚀。铝合金门窗一般是由铝、不锈钢、锌合金、碳素钢等组成,这些不同电极电位又相互接触的金属在腐蚀质中组成原电池,从而发生电化学腐蚀。尤其在海洋大气、工业大气中,铝合金门窗的这种材质结构就决定了发生电化学腐蚀的必然性。其中铝合金型材由于本身易于钝化,电位相对其他材料讲由负变正从而减缓或停止腐蚀,而电位较负的钢制零件会加剧腐蚀,造成五金件的损坏。
气象因素
1、湿度
由于空气中的水分凝聚成液态水膜是形成腐蚀原电池的必要条件,因此空气的湿度是主要因素,当湿度达到某一临界值时表面形成水膜,腐蚀速度加剧。
2、温度
高温高湿时,气温升高加速腐蚀。温度交变由高温骤降时,使大气中的水汽凝聚成膜,也可加速腐蚀过程。潮湿时间逾长,腐蚀也愈严重。一般讲昼夜温差大于6℃,气温在5℃~50℃的范围内变化时,只要相对湿度达到65%-75%就会出现凝雾现象。
3、大气污染
正常情况下,空气中的腐蚀介质很少,只有氧对金属的腐蚀是经常性的,但随着各国工业企业的不断发展,空气中的有害气体和粉尘也大量增加,如煤、煤油、柴油燃烧后生成的二氧化碳、二氧化硫等气体。还有大量的尘埃,如烟雾、煤灰、氯化物和其他酸、碱、盐颗粒等也散布到大气中,有的本身就具有腐蚀性,有的是凝在水珠中对金属具有腐蚀作用。
点腐蚀又称为孔腐蚀,是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。点腐蚀是阳极反应的一种独特形式,是一种自催化过程,即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件既促进又足以维持腐蚀的继续进行。
一般来说,工业铝型材铝及铝合金腐蚀的基本类型:点腐蚀,电偶腐蚀缝隙腐蚀,晶间腐蚀,应力腐蚀,剥落腐蚀,疲劳腐蚀,丝状腐蚀等,在此,仅介绍集中铝建设工业铝型材在生产和使用中常见的腐蚀现象。
点腐蚀,点腐蚀又称为孔腐蚀,是金属上产生针尖状,点状,孔状的一种极为局部的腐蚀形态。点腐蚀是阳极反应的一种独特形式,是一种自催化过程。 铝在大气,淡水,还是以及中性水溶液中都会发生点腐蚀,严重的还可以导致穿孔,不过腐蚀孔最终可能停止发展,腐蚀量保持一个极限值。点腐蚀在极限程度与介 质合金有关,如氯离子,氟离子等。还必须存在促进阴极反应的物质,如水溶液中的溶解氧,铜离子等。从工业铝型材铝合金细来看,
铝型材高纯铝一般难以发生点腐蚀,含铜的铝合金点腐蚀最明显。
电偶腐蚀也是铝的特征性腐蚀形态,铝的自然电位很负,当铝与其他金属接触时,铝总是处于阳极使其腐蚀加速。电偶腐蚀又称为双金属腐蚀,其腐蚀的严重程度是由两个金属电位序中的相对为位置决定的。他们的电位差愈大,则电偶腐蚀愈严重,几乎所有铝合金都不能避免电偶腐蚀。
缝隙腐蚀,工业铝型材铝 本身或铝与其他材料的表面接触时存在缝隙,由于差异充气电池作用,缝隙内腐蚀加速,而缝隙外没有影响。缝隙腐蚀与合金类型关系不大,即使非常耐蚀的合金也 会产生缝隙腐蚀。近年来对于缝隙腐蚀的机理有了更深入的研究,缝隙顶端酸性环境是腐蚀的原动力。沉积物下腐蚀是缝隙腐蚀的一种形式。
晶间腐蚀,纯铝不繁盛晶间腐蚀,晶间腐蚀的原因与热处理不当有关系,合金化元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出,相对于晶粒是阳极构成腐蚀电池,引起晶间腐蚀加速。
丝状腐蚀,丝状腐蚀是一种膜下腐蚀,呈蠕虫状在膜下发展,这种膜可以使漆膜,也可以使其他图层,一般不发生在阳极氧化膜下面。丝状腐蚀最早在航空器的图层下发现,今年在欧洲陆续报道在建筑工业铝型材喷涂膜下也发生。丝状腐蚀与合金成分,
铝型材涂层前预处理和环境因素有关环境因素有湿度,温度,氯化物等。
1、结构改变法
例如制造各种耐腐蚀的合金,如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。
2、保护层法
在金属表面覆盖保护层,使金属制品与周围腐蚀介质隔离,从而防止腐蚀。如:
(1)在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。
(2)用电镀、热镀、喷镀等方法,在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等。这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜,从而阻挡水和空气等对钢铁的腐蚀。
(3)用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。
3、处理腐蚀介质
消除腐蚀介质,如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂或在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。
扩展资料
铝合金应用领域
各种飞机都以铝合金作为主要结构材料。飞机上的蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架都可以用铝合金制造。飞机依用途的不同,铝的用量也不一样。着重于经济效益的民用机因铝合金价格便宜而大量采用,如波音767客机采用的铝合金约占机体结构重量 81%。
军用飞机因要求有良好的作战性能而相对地减少铝的用量,如最大飞行速度为马赫数 2.5的F-15高性能战斗机仅使用35.5%铝合金。有些铝合金有良好的低温性能,在-183~-253℃下不冷脆,可在液氢和液氧环境下工作,它与浓硝酸和偏二甲肼不起化学反应,具有良好的焊接性能,因而是制造液体火箭的好材料。
发射“阿波罗”号飞船的“土星” 5号运载火箭各级的燃料箱、氧化剂箱、箱间段、级间段、尾段和仪器舱都用铝合金制造。
航天飞机的乘员舱、前机身、中机身、后机身、垂尾、襟翼、升降副翼和水平尾翼都是用铝合金制做的。各种人造地球卫星和空间探测器的主要结构材料也都是铝合金。
参考资料来源:百度百科-铝合金
参考资料来源:百度百科-防腐
(2)电偶腐蚀.也是铝的特征性腐蚀形态,铝的自然电位很负,当铝与其他金属接触时,铝总是处于阳极使其腐蚀加速.电偶腐蚀又称为双金属腐蚀,其腐蚀的严重程度是由两个金属电位序中的相对为位置决定的.它们的电位差愈大,则电偶腐蚀愈严重,几乎所有铝合金型材都不能避免电偶腐蚀.
(3)缝隙腐蚀,铝合金型材本身或铝与其他材料的表面接触时存在缝隙,由于差异充气电池作用,缝隙内腐蚀加速,而缝隙外没有影响.缝隙腐蚀与合金类型关系不大,即使非常耐腐蚀的合金也会产生缝隙腐蚀.近年来对于缝隙腐蚀的机理有了更深入的研究,缝隙顶端酸性环境是腐蚀的原动力.沉积物下腐蚀是缝隙腐蚀的一种形式.
(4)晶间腐蚀.晶间腐蚀的原因与热处理不当有关系,合金化元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出,相对于晶粒是阳极构成腐蚀电池,引起晶间腐蚀加速.
(5)丝状腐蚀,丝状腐蚀是一种膜下腐蚀,呈蠕虫状在膜下发展,这种膜可以使漆膜,也可以使其他图层,一般不发生在阳极氧化膜下面.丝状腐蚀与合金成分,铝合金型材涂层前预处理和环境因素有关,环境因素有湿度,温度,氯化物等.
腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻近区域发展,晶粒本身腐蚀很轻微,这种腐蚀便称为晶间腐蚀。
这种腐蚀使晶粒间的结合力大大削弱,严重时可使机械强度完全丧失。
例如遭受这种腐蚀的不锈钢,表面看起来还很光亮,但经不起轻轻敲击便破碎成细粒。
由于晶间腐蚀不易检查,所以廷民设备的突然破十,它的危害性很大。
不锈钢、镍基合金、铝合金、镁合金等都是晶间腐蚀敏感性高的材料。
在受热情况下使用或焊接过程都会造成晶间腐蚀的问题。
以晶间腐蚀为起源,在应力和介质的共同作用下,可使不锈钢、铝合金等诱发晶间应力腐蚀,所以晶间腐蚀有时是应力腐蚀的先导。
在通常腐蚀条件下,钝化合金组织中的晶界活性不大,但当它具有晶间腐蚀的敏感性时,晶间活性很大,即晶格粒与晶界之间存在着一定的电位差,这主要是合金在受热不当时,组织发生改变而引起的。
所以晶间腐蚀是一种由组织电化学不均匀性引起的局部腐蚀蚀。
此外晶界存在杂质时,在一定介质也也会引起晶间腐蚀。
铝合金在海水中的钝态是不稳定的,局部腐蚀是其主要腐蚀形式。常见的局部腐蚀是孔蚀和缝隙腐蚀。纯铝不会产生晶间腐蚀,铝合金具有较大的晶间腐蚀敏感性。应力腐蚀主要发生在经过热处理的高强度铝合金中,且均为沿晶间开裂型。
铝合金在海水中与大多数金属接触时,都呈阳极性,会使铝腐蚀加速。铝合金在还说全浸区腐蚀最重,飞溅区最轻,潮差区居中。在全浸区或潮差区,表面的海生物污损比其他金属要严重,这会加剧铝合金的局部腐蚀。
在工业环境中,铝合金20年的平均腐蚀速率约1μm/a。在不同的腐蚀环境下,20年铝合金的平均点蚀程度则严重很多,数据如下:乡村环境10~55μm;城市环境100~190μm;海洋环境85~260μm。
铝和钢铁、铜和不锈钢等金属相接触时,有着电偶腐蚀的危险。因此,铝和这些金属之间要相互绝缘。
铝合金含4.5%的镁和1%的锰,称之为耐海水铝合金,在海洋环境中有着很好的耐腐蚀性能。这种铝合金多用于不含氧化亚铜的防污漆。因为以氧化亚铜为主要防污剂的防污漆与铝合金船体相接触,会因电偶作用而导致船体的腐蚀
在硝盐浴中加热的铸件,表面常有疏松和腐蚀斑痕。常在铝件的螺纹、沟槽和小孔内形成腐蚀斑痕。因此要控制浴炉氯离子含量小于0.5%,硝盐浴的杂质总量小于2%,碱中碳酸钠总量小于1%。若发现零件有腐蚀现象,应向炉中加入占盐浴总质量的3%左右的重铬酸钾,将重铬酸钾与硝盐按1:5混合后烘干,在盐浴400℃左右加入。保证盐浴加热不产生腐蚀。淬火大件时,为防止硝盐黏附在零件表面或凹槽处,要立即清洗,水温控制在30~50℃,清洗水中不许含酸和碱。
在空气炉中加热时,因炉膛内湿度大,水分多,易造成氢腐蚀。表面出现气泡,零件表面清洗不干净,残留油脂及含硫化物,同样会破坏铝件原有氧化膜的完整性,使其发生分解,并渗入氧化膜内层,产生腐蚀。沿海地区潮湿空气中含有盐分的氯离子进入炉膛对铝件腐蚀更加厉害。因此在热处理前,零件要清洗干净,烘干无水后才能进炉。炉内要排出有害气体,加入保护气体,炉内露点要低,不能有水分。
有应力腐蚀倾向的铝合金,应确保各部位均匀、快速冷却,尽量缩短淬火转移时间,水温不准超高。
包铝材料在热处理时,合金元素会渗入包铝层,加热温度不能过高,保温时间要短。如果工艺不当,重复加热次数多,会使Zn、Cu、Mg向包铝层扩散,产生腐蚀。
铝合金表面的氧化膜和阳极化膜有保护作用。在空气炉中,每立方米炉膛加入3g氟酸铵,高温时会在工件表面形成氧化膜起到保护作用。
在目前生产中,铝和镁合金加热保护方式不同。镁合金用SO2保护。处理镁合金的炉子不能立即处理铝合金,在生产中要必须注意。
一般超硬铝的抗氧化性能最差,硬铝次之,低强度铝合金则较好。
铝合金淬火速度显微组织应力腐蚀开裂采用力学性能测试、慢应变速率 拉伸实验,结合扫描...结果表明,随着淬火速度的降低,合金晶界 析出相的尺寸和间距增大,