La corrosión del aluminio y las aleaciones de aluminio incluye principalmente picaduras, corrosión intergranular, fisuración por corrosión bajo tensión y corrosión por exfoliación. Aunque el aluminio tiene una resistencia a la corrosión bastante alta, no importa qué material metálico sea o qué tan alta sea su resistencia a la corrosión, siempre se producirá cierto grado de pérdida por corrosión durante el uso. La pérdida anual por corrosión del aluminio es aproximadamente el 0,5% de la producción anual de aluminio. Entre las aleaciones de aluminio deformadas, la serie 6000 tiene la mayor producción. Aunque su resistencia a la corrosión no es tan buena como la de las aleaciones de aluminio de las series 1000, 3000 o 5000, es mucho mayor que la de las aleaciones de aluminio de las series 2000 y 7000. Las aleaciones de la serie 6000 también tienen una mayor tendencia a la corrosión intergranular, por lo que se debe realizar una evaluación de la sensibilidad a la corrosión intergranular para los materiales de aleación de aluminio de la serie 6000 utilizados en estructuras importantes.
Clasificación de la corrosión del aluminio.
Desde la perspectiva de la morfología de la corrosión, la corrosión del aluminio se puede dividir en corrosión general y corrosión localizada. La primera, también conocida como corrosión uniforme o corrosión global, se refiere al deterioro uniforme de la superficie del material en contacto con el medio ambiente. La corrosión del aluminio en soluciones alcalinas es un ejemplo típico de corrosión uniforme, como en la limpieza alcalina, donde el resultado es que la superficie del aluminio se adelgaza aproximadamente a la misma velocidad, lo que lleva a una reducción de masa. Sin embargo, cabe señalar que no existe una corrosión uniforme absoluta, ya que el adelgazamiento del espesor varía en diferentes zonas. La corrosión localizada se refiere a la corrosión confinada a regiones o partes específicas de una estructura y se puede dividir en las siguientes categorías:
1. Corrosión por picaduras
La corrosión por picaduras se produce en áreas o puntos extremadamente localizados de la superficie del metal, provocando cavidades o picaduras que se extienden hacia el interior, pudiendo incluso provocar perforaciones. Cuando el diámetro de la abertura de la fosa es menor que la profundidad de la fosa, se denomina corrosión por picaduras; cuando el diámetro de la abertura de la fosa es mayor que la profundidad de la fosa, se puede denominar corrosión por grietas. De hecho, no existe un límite estricto entre la corrosión por picaduras y la corrosión por grietas. La corrosión que se produce en el aluminio en soluciones acuosas que contienen cloruros es un ejemplo típico de corrosión por picaduras. En la corrosión del aluminio, la corrosión por picaduras es la más común y es causada por una cierta área del aluminio que tiene un potencial diferente al potencial del metal base, o por la presencia de impurezas con un potencial diferente al potencial del metal base del aluminio.
2. Corrosión intergranular
Este tipo de corrosión ocurre en los límites de los granos de metales o aleaciones sin un ataque significativo a los granos o cristales mismos. Es una forma de corrosión selectiva que puede reducir drásticamente las propiedades mecánicas del material, provocando potencialmente daños estructurales o accidentes. La causa de la corrosión intergranular es que bajo ciertas condiciones, los límites de grano son muy activos, como la presencia de impurezas en los límites de grano, o un aumento o disminución de un elemento de aleación específico en los límites de grano. En otras palabras, debe haber una región delgada en el límite del grano que sea electronegativa en relación con el resto del aluminio, que se corroe preferentemente. El aluminio de alta-pureza puede experimentar este tipo de corrosión en ácido clorhídrico y agua a alta-temperatura. Aleaciones como Al-Cu, Al-Mg-Si, Al-Mg y Al-Zn-Mg son todas sensibles a la corrosión intergranular.
3. Corrosión galvánica
La corrosión galvánica es también una forma característica de la corrosión del aluminio. Cuando un metal menos reactivo y un metal más reactivo, como el aluminio, entran en contacto en el mismo ambiente o están conectados por un conductor, se forma un par galvánico, provocando el flujo de corriente y dando lugar a la corrosión galvánica. La corrosión galvánica también se llama corrosión bimetálica o corrosión por contacto. El aluminio tiene un potencial natural muy negativo y, cuando entra en contacto con otros metales, siempre actúa como ánodo, acelerando la corrosión. Casi todos los aluminios y aleaciones de aluminio no pueden evitar la corrosión galvánica. Cuanto mayor sea la diferencia de potencial entre los dos metales en contacto, más grave será la corrosión galvánica. Cabe señalar que en la corrosión galvánica, la relación de áreas es sumamente importante; un cátodo grande combinado con un ánodo pequeño es la combinación más desfavorable.
4. Corrosión por grietas
Cuando entran en contacto metales del mismo o diferente tipo, o metales con no-metales, se forman grietas, lo que provoca corrosión en la grieta o en áreas adyacentes, mientras que las áreas fuera de la grieta permanecen sin corrosión. Esto es causado por la falta de oxígeno dentro de la grieta, lo que resulta en la formación de una celda de concentración. La corrosión por grietas es casi independiente del tipo de aleación, e incluso las aleaciones altamente resistentes a la corrosión-pueden experimentarla. El ambiente ácido en la parte superior de la grieta es la fuerza impulsora de la corrosión y es una forma de corrosión bajo-depósito. La corrosión debajo del mortero en perfiles arquitectónicos de aluminio de aleación 6063 es un tipo muy común de corrosión en grietas inducida por depósitos. Las conexiones de bridas, las superficies de sujeción de tuercas, las juntas superpuestas, los poros de soldadura, las áreas bajo capas de óxido y los depósitos como lodos, incrustaciones e impurezas en la superficie del metal pueden desencadenar corrosión en grietas.
5. Agrietamiento por corrosión bajo tensión
El agrietamiento por corrosión bajo tensión es un agrietamiento por corrosión causado por la coexistencia de esfuerzos de tracción y medios corrosivos específicos. La tensión puede ser una tensión externa o residual dentro del metal, la última de las cuales puede generarse por deformación durante el procesamiento y fabricación, por cambios intensos de temperatura durante el enfriamiento o por cambios de volumen debido a cambios estructurales internos. Las tensiones causadas por remachado, fijación de pernos, ajustes a presión o ajustes por contracción también son tensiones residuales. El agrietamiento por corrosión bajo tensión ocurre cuando la tensión de tracción sobre la superficie del metal alcanza el límite elástico Rpo.2. La tensión residual se genera en placas gruesas de aleaciones de aluminio de las series 2000 y 7000 durante el enfriamiento y debe eliminarse mediante un estiramiento previo-antes del tratamiento de envejecimiento para evitar la deformación al mecanizar piezas de aviones o incluso transferirlas a las piezas.
6. Corrosión intergranular
Este tipo de corrosión también se denomina corrosión por exfoliación, descamación o corrosión laminar, y puede denominarse simplemente exfoliación. Es una forma especial de corrosión en las aleaciones de las series 2000, 5000, 6000 y 7000, que se ve comúnmente en extrusiones. Una vez que ocurre, puede pelarse capa por capa como la mica.
7. Corrosión filiforme
Este es un tipo de corrosión que puede desarrollarse en forma de gusano-bajo la película de pintura u otros revestimientos de materiales de aluminio, pero esta corrosión no se ha encontrado bajo películas anodizadas. Generalmente ocurre debajo de los revestimientos de componentes estructurales de aluminio de aviones y piezas de aluminio en edificios o estructuras. La corrosión filiforme está relacionada con la composición del material, el pre-tratamiento antes del recubrimiento y factores ambientales. Los factores ambientales se refieren a la temperatura, la humedad, los cloruros, etc.
Corrosión intergranular de aleaciones de la serie 6000
En la mayoría de los casos, la corrosión intergranular ocurre en aleaciones que contienen pequeñas cantidades de cobre y altos niveles de Si/Mg. Por lo general, el contenido de cobre en la mayoría de las aleaciones que contienen cobre-no supera el 0,4%, y solo cuatro aleaciones-6013, 6113, 6056 y 6156-tienen un contenido de cobre de hasta el 1,1%. Se añade cobre a las aleaciones de Al-Mg-Si para mejorar las propiedades mecánicas de la aleación. Los estudios han encontrado que en aleaciones susceptibles a la corrosión intergranular, la microscopía electrónica de transmisión de escaneo de alta-resolución a menudo revela capas segregadas ricas en cobre-y precipitados catódicos de fase Q. La fase Q es una fase intermetálica cuaternaria con la fórmula molecular Cu2Mg8Si5Al4, que precipita a lo largo de los límites de los granos y provoca la disolución anódica de la solución sólida adyacente, lo que da como resultado zonas libres de precipitación.
Prueba de susceptibilidad a la corrosión intergranular
Para determinar la susceptibilidad a la corrosión intergranular de las aleaciones de aluminio, se utilizan dos métodos de prueba comunes: pruebas in situ y pruebas de inmersión acelerada. En las pruebas aceleradas, para acelerar la corrosión, se suelen utilizar soluciones como cloruro de potasio que contiene ácido clorhídrico (ISO 11846 Método B) o cloruro de potasio con peróxido de hidrógeno añadido (ASTM G110). Después de la prueba, la sección transversal-de la muestra se examina metalográficamente o se mide su pérdida de propiedades mecánicas. Los resultados de las pruebas aceleradas ISO 11846 son muy consistentes con las pruebas in situ en atmósferas marinas. Sin embargo, en pruebas aceleradas, los materiales de aluminio susceptibles a la corrosión intergranular muestran corrosión severa en casi todos los límites de grano cerca de la superficie de la muestra (corrosión intergranular uniforme), mientras que en-pruebas in situ, la superficie de la muestra solo muestra corrosión en áreas limitadas (corrosión localizada). No obstante, las pruebas aceleradas siguen siendo el método estándar para determinar con precisión si un material es propenso a la corrosión en los límites de grano.
