Die Korrosion von Aluminium und Aluminiumlegierungen umfasst hauptsächlich Lochfraß, interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion und Abblätterungskorrosion. Obwohl Aluminium wie jedes Metallmaterial eine recht hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, kommt es bei der Verwendung zwangsläufig zu einem gewissen Korrosionsverlust, egal wie korrosionsbeständig es ist. Der jährliche Korrosionsverlust von Aluminium beträgt etwa 0,5 % der jährlichen Aluminiumproduktion. Unter den verformten Aluminiumlegierungen weist die 6000er-Serie das größte Produktionsvolumen auf. Die Korrosionsbeständigkeit ist zwar nicht so gut wie die der Legierungen der Serien 1000, 3000 oder 5000, aber deutlich besser als die der Legierungen der Serien 2000 und 7000. Die Legierungen der 6000er-Serie sind zudem relativ anfällig für interkristalline Korrosion, daher sollte die interkristalline Korrosionsempfindlichkeit von Aluminiummaterialien der 6000er-Serie, die für kritische Strukturen verwendet werden, bewertet werden.
Klassifizierung der Aluminiumkorrosion
Aus Sicht der Korrosionsmorphologie kann Aluminiumkorrosion in allgemeine Korrosion und lokale Korrosion unterteilt werden. Ersteres wird auch als gleichmäßige Korrosion oder Gesamtkorrosion bezeichnet und bezieht sich auf die gleichmäßige Verschlechterung der Materialoberfläche im Kontakt mit der Umgebung. Die Korrosion von Aluminium in alkalischen Lösungen ist ein typisches Beispiel für eine gleichmäßige Korrosion, beispielsweise bei der alkalischen Reinigung, bei der die Aluminiumoberfläche in etwa im gleichen Maße dünner wird, was zu einem Masseverlust führt. Es ist jedoch zu beachten, dass es keine absolut gleichmäßige Korrosion gibt, da die Dickenreduzierung in verschiedenen Bereichen unterschiedlich ausfällt. Lokalisierte Korrosion bezieht sich auf Korrosion, die in bestimmten Regionen oder Teilen einer Struktur auftritt, und kann weiter in die folgenden Typen unterteilt werden:
1. Lochfraß
Lochfraß tritt an sehr begrenzten Stellen oder Stellen auf der Metalloberfläche auf und verursacht Löcher oder Grübchen, die sich nach innen ausdehnen und sogar zu Perforationen führen können. Wenn der Durchmesser der Grubenöffnung kleiner als die Tiefe der Grube ist, spricht man von Lochfraß. Wenn der Durchmesser der Grubenöffnung größer als die Tiefe ist, spricht man von Hohlraumkorrosion. In der Praxis gibt es keine strenge Grenze zwischen Lochfraß und Hohlraumkorrosion. Aluminiumkorrosion in chloridhaltigen wässrigen Lösungen ist ein typisches Beispiel für Lochfraß. Bei der Aluminiumkorrosion ist Lochfraß die häufigste Form und wird dadurch verursacht, dass ein bestimmter Bereich des Aluminiums ein anderes Potenzial als das Grundmetall hat, oder durch das Vorhandensein von Verunreinigungen mit einem anderen Potenzial als die Aluminiummatrix.
2. Interkristalline Korrosion
Diese Art von Korrosion tritt an den Korngrenzen von Metallen oder Legierungen auf, ohne dass es zu einer offensichtlichen Erosion der Körner oder Kristalle selbst kommt. Dabei handelt es sich um eine selektive Korrosion, die die mechanischen Eigenschaften des Materials drastisch verschlechtern und möglicherweise zu Strukturschäden oder Unfällen führen kann. Interkristalline Korrosion entsteht, weil die Korngrenzen unter bestimmten Bedingungen sehr aktiv sind; Beispielsweise können an den Korngrenzen Verunreinigungen vorhanden sein oder die Konzentration eines bestimmten Legierungselements an der Korngrenze kann zunehmen oder abnehmen. Mit anderen Worten: An der Korngrenze muss eine dünne Schicht vorhanden sein, die gegenüber dem Rest des Aluminiums, das bevorzugt korrodiert, elektrisch negativ ist. Hochreines Aluminium kann in Salzsäure und heißem Wasser dieser Art von Korrosion unterliegen. AI-Cu-, AI-Mg-Si-, Al-Mg- und Al-Zn-Mg-Legierungen sind alle empfindlich gegenüber interkristalliner Korrosion.
3. Galvanische Korrosion
Galvanische Korrosion ist eine weitere charakteristische Form der Korrosion für Aluminium. Wenn ein weniger aktives Metall und ein aktiveres Metall wie Aluminium (Anode) in derselben Umgebung in Kontakt kommen oder durch einen Leiter verbunden sind, entsteht ein galvanisches Paar, das einen Stromfluss verursacht und zu galvanischer Korrosion führt. Galvanische Korrosion wird auch als Bimetallkorrosion oder Kontaktkorrosion bezeichnet. Aluminium hat von Natur aus ein sehr negatives Potenzial und fungiert bei Kontakt mit anderen Metallen immer als Anode, was die Korrosion beschleunigt. Fast alle Aluminium- und Aluminiumlegierungen sind anfällig für galvanische Korrosion. Je größer der Potentialunterschied zwischen den beiden sich berührenden Metallen ist, desto stärker ist die galvanische Korrosion. Besonders wichtig ist zu beachten, dass bei der galvanischen Korrosion der Flächenfaktor eine äußerst wichtige Rolle spielt, wobei eine große Kathode und eine kleine Anode die ungünstigste Kombination darstellen.
4. Spaltkorrosion
Wenn gleiche oder unterschiedliche Metalle in Kontakt kommen oder wenn Metalle mit Nichtmetallen in Kontakt kommen, kann sich ein Spalt bilden, der zu Korrosion in oder in der Nähe des Spalts führt, während der Bereich außerhalb des Spalts nicht korrodiert bleibt. Dies ist auf einen Sauerstoffmangel im Spalt zurückzuführen, der zur Bildung einer Konzentrationszelle führt. Spaltkorrosion ist nahezu unabhängig vom Legierungstyp; Selbst hochkorrosionsbeständige Legierungen können davon betroffen sein. Eine saure Umgebung an der Oberseite des Spalts treibt die Korrosion voran und macht es zu einer Form der Korrosion unter -Ablagerungen (oder Subscale-Korrosion). Oberflächenkorrosion unter Mörtel an 6063-Aluminium-Gebäudeprofilen ist eine sehr häufige Art von Spaltkorrosion unter Ablagerungen. Flanschverbindungen, Mutternbefestigungsbereiche, überlappende Flächen, Schweißporen und Metalloberflächen unter Rost, Schlamm oder anderen Ablagerungen können Spaltkorrosion auslösen.
5. Spannungsrisskorrosion
Spannungsrisskorrosion tritt auf, wenn Zugspannung und bestimmte korrosive Medien gleichzeitig vorhanden sind, was zu Korrosionsrissen führt. Die Spannung kann eine äußere Spannung oder eine Eigenspannung innerhalb des Metalls sein. Letztere können bei der Verformung in Herstellungsprozessen, bei starken Temperaturänderungen beim Abschrecken oder aufgrund von Volumenänderungen aufgrund interner Strukturänderungen entstehen. Auch Spannungen, die durch Nieten, Schrauben, Pressverbindungen oder Schrumpfverbindungen entstehen, sind Eigenspannungen. Wenn die Zugspannung an der Metalloberfläche die Streckgrenze Rpo.2 erreicht, kann es zu Spannungsrisskorrosion kommen. Dicke Platten aus Aluminiumlegierungen der Serien 2000 und 7000 entwickeln beim Abschrecken Eigenspannungen, die durch Vorstrecken vor der Alterungsbehandlung abgebaut werden sollten, um eine Verformung von Flugzeugteilen während der Bearbeitung oder die Entstehung von Eigenspannungen in den Teilen zu verhindern.
6. Lamellenkorrosion
Diese Art der Korrosion, auch Delaminierung, Abplatzung oder Lamellenkorrosion genannt und oft einfach als Abblätterung bezeichnet, ist eine Sonderform der Korrosion, die bei Aluminiumlegierungen der Serien 2000, 5000, 6000 und 7000 auftritt. Es kommt häufig bei extrudierten Materialien vor und kann sich, sobald es auftritt, wie Glimmer Schicht für Schicht ablösen.
7. Fadenförmige Korrosion
Diese Korrosion kann sich unter der Farbe oder anderen Beschichtungen auf Aluminium in einem wurmförmigen Muster entwickeln, wurde jedoch bei eloxierten Filmen nicht beobachtet. Es tritt im Allgemeinen unter Beschichtungen auf Strukturbauteilen aus Flugzeugaluminium oder Bau-/Strukturbauteilen aus Aluminium auf. Filiforme Korrosion hängt mit der Materialzusammensetzung, der Vorbehandlung vor der Beschichtung und Umweltfaktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Chloriden zusammen.
