Kann Aluminium rosten oder korrodieren?

Aluminiumlegierungen bieten eine gute Korrosionsbeständigkeit, was jedoch nicht bedeutet, dass Korrosion unter allen Einsatzbedingungen ignoriert werden kann. Bei CNC-gefertigten Bauteilen ist Korrosion selten ein einheitliches, materialübergreifendes Problem. Stattdessen ist sie in der Regel lokal begrenzt und wird durch die kombinierten Auswirkungen der Betriebsumgebung, der Teilegeometrie und der Verbindungsmethoden verursacht.

Dieser Artikel beschreibt die Korrosionsrisiken, denen Aluminiumteile in der Praxis ausgesetzt sein können, und erläutert, wie diese Risiken durch geeignete technische Entscheidungen bewältigt werden können.

Aluminium-Rost und Aluminium-Korrosion

Aus materialwissenschaftlicher Sicht bildet Aluminium keinen "Rotrost" (Eisenoxid) wie Kohlenstoffstahl, aber es unterliegt Oxidation und Korrosion.

Der Begriff "Rost" bezieht sich speziell auf das Eisenoxid, das sich auf Eisen und Stahl bildet. Da Aluminiumlegierungen kein Eisen enthalten, sie entwickeln niemals rötlich-braunen Rost.

Der natürliche Schutzfilm

Bei Kontakt mit Luft bildet Aluminium schnell eine dichte Aluminiumoxidschicht . Mit bloßem Auge erscheint dies als ein leichtes Stumpfwerden oder Vergrauen der Oberfläche. Bei den meisten Anwendungen in Innenräumen wirkt diese Schicht wie ein natürlicher Schutz; sie verringert zwar den Oberflächenglanz, aber die Das innere Metall und die Tragfähigkeit bleiben weitgehend unangetastet.

Bedenken hinsichtlich der strukturellen Integrität

In normalen Industrieumgebungen kommt es bei Aluminium nur selten zu den für Kohlenstoffstahl typischen massiven Verzunderungen, Abplatzungen oder Durchrostungen". Die wirklichen Probleme sind örtlich begrenzte schwere Korrosion durch salzhaltige Umgebungen, stehendes Wasser in Spalten oder Kontakt mit ungleichen Metallen, die die strukturelle Integrität am meisten beeinträchtigen.

Arten der Aluminiumkorrosion

Die Kenntnis der gängigen Korrosionsarten ist die Grundlage für einen wirksamen Schutzplan. Aluminium "rostet" zwar nicht, aber es korrodiert aufgrund von Umwelteinflüssen und erzeugt dabei typischerweise weißes oder gräulich-weißes Pulver und Oxidschichten.

Gleichmäßige Oxidation

Dies ist die häufigste Oberflächenveränderung unter normalen atmosphärischen Bedingungen. Es handelt sich im Wesentlichen um eine Verdickung der natürlichen Oxidschicht, die in der Regel nur die Ästhetik beeinträchtigt und nur minimale Auswirkungen auf die strukturelle Festigkeit hat.

• Erscheinungsbild: Die Oberfläche wechselt von hellem Silber zu stumpfes Grau oder matt (wolkig).
• Hauptursache: Langfristige Einwirkung von atmosphärischen Standardbedingungen.
• Empfehlung: In erster Linie eine ästhetische Frage. Verwenden Sie Eloxieren, Polieren oder Bürsten für eine stabilere und attraktivere Oberfläche.

Lochfraßkorrosion

Lochfraß ist eine örtlich begrenzte Korrosion und die häufigste Fehlerart bei Aluminium in chloridreichen Umgebungen. Einmal begonnen, bilden sich winzige, aber tiefe Hohlräume, die die Ermüdungslebensdauer und die Dichtungsleistung gefährden.

• Erscheinungsbild: Lokalisiert weißes Pulvereinmal weggewischt, klein Gruben sichtbar sind.
• Hauptursache: Hohe Konzentrationen von Chlorid-Ionen (z. B. Salzsprühnebel an der Küste, Tausalze, chlorhaltige Reinigungsmittel).
• Empfehlung: Verwenden Sie Baureihe 5xxx Legierungen für eine bessere Widerstandsfähigkeit; Anbringen von dicken Eloxieren oder Pulverbeschichtung/Lackierung um eine vollständige Barriere zu schaffen.

Galvanische Korrosion

Wenn Aluminium in einer feuchten Umgebung mit einem edleren Metall (wie Edelstahl oder Kupfer) in Kontakt kommt, wirkt das Aluminium wie ein Anode und löst sich bevorzugt auf . Diese Korrosion ist äußerst zerstörerisch und konzentriert sich auf die Verbindungsstellen.

• Erscheinungsbild: Intensive Korrosion konzentriert sich auf die Kontaktstelle mit ungleichen Metallen.
• Hauptursache: Verbindungen zwischen Aluminium und rostfreiem Stahl/Kohlenstoffstahl in feuchte oder elektrolytische Umgebungen.
• Empfehlung: Verwenden Sie isolierende Unterlegscheiben, Buchsen oder Korrosionsschutzdichtungen um die Metalle zu isolieren; vermeiden Sie die Exposition von Metallkontaktflächen in Gebieten mit hoher Salzsprühung.

Intergranulare Korrosion

Dies geschieht auf der Korngrenzen der Legierung. Die Oberfläche mag sich kaum verändern, aber die innere Struktur verliert an Festigkeit - ähnlich wie bei "verrottendem Holz". Dies ist ein großes Sicherheitsrisiko für hochfeste Teile.

• Erscheinungsbild: Die Oberfläche sieht intakt aus, aber unter Belastung kommt es zu einem plötzlichen spröden Versagen, oder es entstehen feine Netzrisse.
• Hauptursache: Unzulässige Wärmebehandlungwas zu einer ungleichmäßigen chemischen Zusammensetzung an den Korngrenzen führt (häufig bei Serien 2xxx und 7xxx).
• Empfehlung: Strenge Kontrolle Wärmebehandlungsverfahren (z. B. T6-Zustand) und wählen Sie Lieferanten mit strengen Qualitätskontrollen aus.

Spannungsrisskorrosion (SCC)

Dies ist das Ergebnis der kombinierten Wirkung von Zugspannung und eine korrosive Umgebung. Es ist die gefährlichste Versagensart für Strukturteile, da sie oft zu plötzlichen Rissen ohne Vorwarnung führt.

• Erscheinungsbild: Teile brechen plötzlich bei Belastungen, die weit unter ihrer Streckgrenze liegen.
• Hauptursache: Groß Verarbeitungseigenspannungen (aufgrund von aggressiver CNC-Schruppbearbeitung oder Spannverformung) in Verbindung mit Feuchtigkeit.
• Empfehlung: Durchführen Spannungsarmglühen nach der Bearbeitung von hochfestem Aluminium; Reduzierung von Spannungskonzentrationspunkten in der Konstruktion (z. B. Erhöhung der R-Fräsungen).

Spaltkorrosion und Unter-Film-Korrosion

Dies geschieht, wenn Wasser und korrosive Medien in stagnierende Bereiche (z. B. Überlappungsstellen oder Dichtungsränder), wodurch sich der lokale pH-Wert stark verschlechtert.

• Erscheinungsbild: Anhäufung von weiße Korrosionsprodukte in den Ritzen; Blasenbildung oder Abblättern der Beschichtung.
• Hauptursache: Stehendes Wasser in Design-Totzonen.
• Empfehlung: Vermeiden Sie stagnierende Designs; fügen Sie Entwässerungsrillen oder -löcher; Verwendung ordnungsgemäßes Anfasen um eine gleichmäßige Beschichtung zu gewährleisten.

Wie beugt man Aluminiumkorrosion vor?

Korrosionsschutzstrategien müssen von der ersten Entwurfsphase bis zu den letzten Bearbeitungsschritten integriert werden.

Strategie der Materialauswahl

Die Legierungszusammensetzung hat einen direkten Einfluss darauf, wie sich Aluminium in korrosiven Umgebungen verhält. Bei CNC-gefertigten Strukturteilen sollte die Materialauswahl sowohl auf den mechanischen Anforderungen als auch auf den langfristigen Expositionsbedingungen beruhen.

Bei praktischen Bearbeitungsanwendungen kann die Korrosionsleistung im Großen und Ganzen wie folgt verstanden werden:

• Serie 5xxx (Al-Mg-Legierungen)
  Legierungen wie 5052 und 5083 bieten eine hervorragende Beständigkeit gegen Salzsprühnebel und feuchte Umgebungen. Sie werden in der Regel für Anwendungen in der Schifffahrt, im Freien und für chemische Anwendungen ausgewählt, bei denen Korrosionsbeständigkeit eine Priorität ist.
• Serie 6xxx (Al-Mg-Si-Legierungen)
  6061 und 6082 bieten eine ausgewogene Kombination aus Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit. Dies macht sie zu den am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungen für CNC-gefertigte Strukturteile.
• Serie 7xxx (Al-Zn-Mg-Cu-Legierungen)
  Hochfeste Legierungen wie 7075 sind empfindlicher gegenüber Umweltkorrosion und Spannungsrisskorrosion. Bei der Verwendung in Strukturteilen erfordern sie eine strenge Spannungskontrolle und einen robusten Oberflächenschutz.

Die Wahl einer Legierung, die der Einsatzumgebung entspricht, verringert die Abhängigkeit von aggressiven Oberflächenbehandlungen und verbessert die langfristige Zuverlässigkeit.

2. Strukturelle Entwurfsstrategie

Das Hauptziel besteht darin, Bereiche zu beseitigen, in denen sich korrosive Medien ansammeln können, und elektrochemische Reaktionspunkte zu verhindern.

• Entwässerungsplanung: Vermeiden Sie stagnierende, tote Zonen; sehen Sie Entwässerungslöcher vor, um Spaltkorrosion zu verhindern.
• Profil-Optimierung: Verwenden Sie Fasen oder Radien, um sicherzustellen, dass Oberflächenbehandlungen (wie Farbe) alle Kanten gleichmäßig bedecken.
• Isolierung ungleicher Metalle: Verwenden Sie isolierende Dichtungen oder Dichtungsmittel, um galvanische Korrosion vollständig auszuschließen.

3. Gängige Methoden der Oberflächenbehandlung

Sobald das Material und das Design fertiggestellt sind, ist die Oberflächenbehandlung der letzte Schritt, um eine zusätzliche Barriere gegen die Umwelt zu schaffen.

Methode	Zweck und Merkmale	Am besten für
Eloxieren	Verdichtet die Oxidschicht; verbessert Beständigkeit und Verschleiß; in verschiedenen Farben erhältlich.	Die meisten Innen- und leichten Außenteile
Hartanodisierung	Viel dickere Schicht; extrem hohe Verschleißfestigkeit.	Teile in abrasiven und rauen Umgebungen
Pulver / Farbe	Erzeugt eine organische Sperrschicht.	Große Gehäuse, Außenanlagen
Chemischer Film	Wird oft als Vorbehandlung verwendet; bietet eine gewisse Leitfähigkeit.	Elektronik und Teile, die geerdet werden müssen

Schlussfolgerung

Aluminiumkorrosion ist im Wesentlichen eine lokalisiertes Versagen die unter bestimmten Umwelt- und Konstruktionsbedingungen auftreten, und nicht einfach nur die Frage "wird es rosten".

Solange Materialauswahl, Entwässerungskonzept, Isolierung unterschiedlicher Metalle und Oberflächenbehandlung in der Anfangsphase gemeinsam geplant werden, können Aluminiumlegierungen auch unter rauen Bedingungen langfristig stabil funktionieren.

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FAQ

1. Kann Aluminium rosten, wenn es nass wird?

Antwort: Aluminium bildet keinen Rotrost. Es reagiert schnell mit Wasser und Sauerstoff und bildet eine dichter Schutzfilm aus Aluminiumoxid. In der täglichen Süßwasserumgebung schützt dieser Film das innere Metall wirksam.

2. Korrodiert Aluminium im Freien?

Antwort: Es wird oxidieren und stumpf werden. In Gebieten mit hoher Salzbelastung (wie an der Küste) oder in Gebieten mit stehendem Wasser, Lochfraß können auftreten, was die Ästhetik und die strukturelle Festigkeit beeinträchtigen kann.

3. Wie lange dauert es, bis Aluminium korrodiert?

Antwort: Aluminium bildet seine natürliche schützende Oxidschicht in Sekunden. Schädliche Korrosion (wie Lochfraß) hängt von der Umgebung ab: Sie kann in Innenräumen jahrzehntelang andauern, aber ohne Schutz kann sie in salzhaltiger Umgebung innerhalb von Wochen sichtbare Korrosion zeigen.

4. Kann blankes Aluminium rosten?

Antwort: Blankes Aluminium wird oxidieren. Diese Oxidation ist jedoch nützlich da es den natürlichen Schutzschild des Metalls bildet. Schädliche Korrosion tritt nur auf, wenn blankes Aluminium folgenden Faktoren ausgesetzt ist harte Medien (wie Chloridionen oder starke Alkalien) oder ungleiche Metalle berührt.