アルミニウムの酸化: アルミニウムは錆びますか?

アルミニウムの耐食性はどのくらいですか? アルミニウムは耐食性がありますか?

一般に、アルミニウムおよびその合金は耐食性に優れています。 自然な状態のアルミニウム、つまり商業的に純粋なアルミニウムまたは 1xxx アルミニウムは最高の耐食性を備えていますが、合金、特に銅と鉄だけでなくマグネシウムや亜鉛も添加されると、その品質は損なわれます。 ほとんどの市販のアルミニウム合金グループの望ましい特性を達成するために使用される合金元素を以下にリストします。

これらの元素は、金属に強度、延性、溶接性、機械加工性、耐食性などの望ましい特性を与えるために、少量の割合で添加されます。 異なる合金グループ間の特性の変化はある程度予測可能であるため、通常は異なる市場で使用されます。 このブログ記事では主に耐食性について説明しますが、合金を決定する際には、どの特性も単独で考慮すべきではありません。

アルミニウムの酸化と耐食性の関係は何ですか?

逆説的ですが、アルミニウムの酸化は耐食性の中心部分です。 アルミニウムは酸素との親和性が非常に高いです。 新しいアルミニウムの表面が空気またはその他の酸化剤の存在下にさらされると、酸化アルミニウム (または停滞していない水中の水和酸化物) の薄くて硬い膜が急速に形成されます。 このアルミニウムの酸化こそが、アルミニウムを耐食性に優れたものにしているのです。

このフィルムは化学的に比較的不活性です。 アルミニウムの耐食性は、このアルミニウムの表面膜または水和酸化物の不活性さに依存します。 この表面膜が溶解すると腐食が発生します。 皮膜が局所的な損傷を受け、自己修復が起こらないと、局所的な腐食が起こります。

この表面膜は通常、約 4.5 ～ 8 の pH 範囲で安定しています。膜は環境に応じて、他の場合でも安定を維持できます。たとえば、pH 0 の硝酸、pH 3 の氷酢酸、アンモニアなどです。酸化膜はほとんどの強酸や強塩基に溶解する可能性があり、その場合アルミニウムの腐食が急速に進みます。

すべての一般的な建築物や構造物と同様に、アルミニウムは特定の条件下では腐食します。 これは、プロジェクトまたはアプリケーションに間違った合金が選択された場合に発生する可能性が高くなります。 アルミニウムで良好な結果を得るためには、次のことを知っておくことが不可欠です。

腐食が発生する条件

腐食がどのような形をとるか

腐食速度

講じられるあらゆる予防策

アルミは錆びますか？ アルミは錆びにくいのでしょうか？

錆びは、鉄と鋼に特有の腐食の一種です (鉄が含まれているため)。 実際、錆とは、鉄や鋼が酸素と結合して酸化する酸化鉄の一般名です。 したがって、アルミニウムは錆びません。

アルミ合金は錆びますか？

アルミニウムとその合金は耐腐食性があります。 アルミニウムはもともと弾力性がありますが、合金を追加するとその抵抗は減少します。 アルミニウムの耐腐食性は酸化によるものです。 新しいアルミニウムの表面が空気や他の酸化剤と接触すると、薄くて硬い酸化アルミニウムの膜が形成され、表面が腐食から保護されます。 ただし、アルミニウムは腐食に対して完全に耐性があるわけではなく、特定の条件下では腐食する可能性があることに注意することが重要です。

どの合金が最も優れた耐食性を持っていますか?

1xxx

合金 1100: アルミニウム グレード 1100 は、商業的に純粋なアルミニウムです。 耐食性に優れており、化学工業や食品加工業界でよく使われています。 柔らかく延性があり、加工性に優れた金属です。 アロイ 1100 は、成形が必要な用途でよく使用されます。 どのような方法でも溶接できますが、熱処理はできません。

3xxx

合金 3003: 合金 3003 は、アルミニウム合金の中で最も一般的です。 これは純粋な商用グレードのアルミニウムで、マンガンと銅の添加により強度が 20% 向上しています。 耐食性、加工性にも優れており、溶接やロウ付け、絞り加工やスピニング加工も可能です。

5xxx

合金 5052:5052 は、非熱処理グレードの中で最高の強度を備えているため、非常に人気のある合金でもあります。 耐腐食性があるため、海洋および海水雰囲気で特に一般的です。 加工性に優れ、絞り加工や複雑な形状の成形も容易です。

6xxx

合金6061:6061 は、耐食性、焼きなまし時の加工性、溶接性など、熱処理可能な合金の中で最も多用途です。 合金 6061 は、優れた外観、優れた耐食性、優れた強度の 3 つの要素を必要とする製品や用途に使用されています。

合金 6063: 6063 は、その高張力、優れた仕上げ、および高い耐食性の特性により、通常、建築用合金として知られています。 6063 は、内装および外装の建築設定およびトリムで見つかります。 頻繁に陽極酸化処理が施されます。

航空宇宙産業 (2xxx & 7xxx)

航空宇宙産業では、高強度と高耐食性の両方が必要とされています。 このため、航空宇宙産業では通常、2xxx および 7xxx シリーズのアルミニウムに限定されています。 これらのシリーズでは、純粋なアルミニウムであり、その下のより強力なアルミニウム合金と合金化されたアルクラッドライナーによって、合金アルミニウムの耐食性の低下を回避しています。 純粋なアルミニウムは、構造アルミニウムの強度を損なうことなく、飛行機に必要な耐食性を与えます。

アロイ 2011: フリー マシニング アロイ (FMA) としても知られるアロイ 2011 は、高い機械強度と優れた加工で知られており、複雑で詳細な部品に使用されるのはこのためです。 この合金を高速で加工すると細かい切りくずが発生しますが、簡単に除去できます。

アロイ 2014: アロイ 2014 は銅ベースで、非常に高い強度と優れた機械加工を備えています。 高い耐食性を備えているため、多くの構造航空宇宙用途で使用されています。

アロイ 2024: アロイ 2024 は、高強度と優れた耐疲労性を兼ね備えているため、非常に一般的に使用されています。 適切な強度と重量の比率を必要とする製品ならどこでもこの製品が見つかります。 ただし、耐食性はかなり低いため、陽極酸化処理された表面 (下記を参照) またはアルクラッドが施された状態で使用されることがよくあります。

合金 7075: すべてのアルミニウム合金の中で、7075 は最も強度の高い合金の 1 つです。 2024 と同様に、重量に対する強度の比率が優れており、高い応力を受ける部品に使用されます。 7075 は、アニールした後、必要に応じて熱処理すると形成できます。

アルミニウムの酸化はどのくらいの速さで起こるのでしょうか？

アルミニウムは酸素との親和力が強いため、アルミニウムの酸化は鋼の酸化よりも早く起こります。 すべてのアルミニウム原子が酸素と結合すると、酸化プロセスは停止します。