Les alliages d'aluminium offrent une bonne résistance à la corrosion, mais cela ne signifie pas que la corrosion peut être ignorée dans toutes les conditions de service. Pour les composants structurels usinés par CNC, la corrosion est rarement un problème uniforme à l'échelle du matériau. Au contraire, elle est généralement localisée et résulte des effets combinés de l'environnement de travail, de la géométrie des pièces et des méthodes d'assemblage.
Cet article décrit les risques de corrosion auxquels les pièces en aluminium peuvent être confrontées dans des applications pratiques et explique comment ces risques peuvent être gérés grâce à des décisions techniques appropriées.
Rouille et corrosion de l'aluminium
En termes de science des matériaux, l'aluminium ne produit pas de "rouille rouge" (oxyde de fer) comme l'acier au carbone, mais il subit l'oxydation et la corrosion.
Le terme "rouille" désigne spécifiquement l'oxyde de fer qui se forme sur le fer et l'acier. Les alliages d'aluminium ne contenant pas de fer, ils ne développent jamais de rouille brun-rouge.
Le film protecteur naturel
Au contact de l'air, l'aluminium forme rapidement un couche dense d'oxyde d'aluminium . À l'œil nu, cela se traduit par un léger ternissement ou un grisonnement de la surface. Pour la plupart des applications intérieures, cette couche agit comme un bouclier naturel. le métal interne et la capacité de charge restent en grande partie inchangés.
Problèmes d'intégrité structurelle
Dans les environnements industriels normaux, l'aluminium subit rarement l'écaillage massif, l'écaillage ou la "rouille" typique de l'acier au carbone. Les véritables problèmes sont les suivants corrosion sévère localisée causés par des environnements riches en sel, de l'eau stagnante dans des crevasses, ou le contact avec des métaux dissemblables, qui sont les principaux facteurs affectant l'intégrité structurelle.
Types de corrosion de l'aluminium
Comprendre les types de corrosion les plus courants est la base d'un plan de protection efficace. Bien que l'aluminium ne "rouille" pas, il se corrode sous l'effet de facteurs environnementaux, produisant généralement poudre blanche ou blanc grisâtre et des films d'oxyde.
Oxydation uniforme
Il s'agit de la modification de surface la plus courante dans des conditions atmosphériques normales. Il s'agit essentiellement de l'épaississement du film d'oxyde naturel, qui n'affecte généralement que l'esthétique et n'a qu'un impact minime sur la résistance structurelle.
- Apparence : La surface passe de l'argent brillant à la gris terne ou mat (nuageux).
- Cause première : Exposition de longue durée à des conditions atmosphériques normales.
- Recommandation : Il s'agit avant tout d'une question esthétique. Utilisation Anodisation, polissage ou brossage pour une finition plus stable et plus attrayante.
Corrosion par piqûres
La piqûre est un corrosion localisée et le mode de défaillance le plus courant pour l'aluminium dans les environnements riches en chlorures. Une fois qu'il commence, il forme des cavités minuscules mais profondes, menaçant la durée de vie en fatigue et les performances d'étanchéité.
- Apparence : Localisé poudre blancheune fois essuyées, les petites fosses sont visibles.
- Cause première : De fortes concentrations de ions chlorure (par exemple, les embruns salés de la côte, les sels de déglaçage, les nettoyants chlorés).
- Recommandation : Utilisation Série 5xxx alliages pour une meilleure résistance ; appliquer des couches d'épaisseur élevée Anodisation ou Revêtement par poudre/peinture pour créer une barrière complète.
Corrosion galvanique
Lorsque l'aluminium entre en contact avec un métal plus noble (comme l'acier inoxydable ou le cuivre) dans un environnement humide, l'aluminium agit comme un et se dissout préférentiellement . Cette corrosion est très destructrice et se concentre autour des points de connexion.
- Apparence : Corrosion intense concentrée au niveau des point de contact avec des métaux dissemblables.
- Cause première : Connexions entre l'aluminium et l'acier inoxydable/acier au carbone en environnements humides ou électrolytiques.
- Recommandation : Utilisation les rondelles isolantes, les bagues ou les produits d'étanchéité anticorrosion pour isoler les métaux ; éviter d'exposer les surfaces de contact métalliques dans les zones à forte salinité.
Corrosion intergranulaire
Cela se produit au niveau de la limites du grain de l'alliage. La surface peut présenter peu de changements, mais la structure interne perd de sa résistance, un peu comme du "bois pourri". Il s'agit d'un risque majeur pour la sécurité des pièces à haute résistance.
- Apparence : La surface semble intacte, mais une rupture fragile soudaine se produit sous l'effet de la charge, ou de fines fissures en réseau apparaissent.
- Cause première : Inadéquat traitement thermiquece qui entraîne une composition chimique inégale aux limites des grains (ce qui est courant dans les Séries 2xxx et 7xxx).
- Recommandation : Un contrôle strict les procédés de traitement thermique (par exemple, l'état T6) et choisir des fournisseurs ayant un contrôle rigoureux de la qualité des matériaux.
Fissuration par corrosion sous contrainte (FSC)
C'est le résultat de l'action combinée de contrainte de traction et un environnement corrosif. Il s'agit du mode de défaillance le plus dangereux pour les pièces structurelles, car il entraîne souvent une fissuration soudaine sans avertissement.
- Apparence : Les pièces se cassent brusquement à des charges bien inférieures à leur limite d'élasticité.
- Cause première : Grandes dimensions contraintes résiduelles de traitement (en raison d'une ébauche CNC agressive ou d'une déformation par serrage) combinée à l'humidité.
- Recommandation : Exécuter recuit de détente après l'usinage de l'aluminium à haute résistance ; réduire les points de concentration des contraintes dans la conception (par exemple, augmenter les filets R).
Corrosion par crevasses et corrosion sous film
Ce phénomène se produit lorsque de l'eau et des substances corrosives sont piégées dans le système d'alimentation en eau. zones stagnantes (comme les joints de recouvrement ou les bords des joints), ce qui entraîne une forte détérioration du pH local.
- Apparence : Accumulation de produits blancs de corrosion à l'intérieur des fissures ; le revêtement se boursoufle ou s'écaille.
- Cause première : Eau stagnante dans les zones mortes de la conception.
- Recommandation : Éviter les conceptions stagnantes ; ajouter rainures ou trous de drainage; utiliser chanfreinage approprié afin d'assurer une couverture uniforme du revêtement.
Comment prévenir la corrosion de l'aluminium ?
Les stratégies anticorrosion doivent être intégrées dès la phase de conception initiale jusqu'aux étapes finales de l'usinage.
Stratégie de sélection des matériaux
La composition de l'alliage a un impact direct sur le comportement de l'aluminium dans les environnements corrosifs. Pour les pièces structurelles usinées par CNC, le choix du matériau doit être basé à la fois sur les exigences mécaniques et sur les conditions d'exposition à long terme.
Dans les applications pratiques d'usinage, la performance de la corrosion peut être comprise de la manière suivante :
- Série 5xxx (alliages Al-Mg)
Les alliages tels que le 5052 et le 5083 offrent une excellente résistance au brouillard salin et aux environnements humides. Ils sont couramment choisis pour les applications marines, extérieures et chimiques où la résistance à la corrosion est une priorité. - Série 6xxx (alliages Al-Mg-Si)
Les alliages 6061 et 6082 offrent une combinaison équilibrée de solidité, de résistance à la corrosion et d'usinabilité. Cela en fait les alliages d'aluminium les plus utilisés pour les composants structurels usinés par CNC. - Série 7xxx (alliages Al-Zn-Mg-Cu)
Les alliages à haute résistance comme le 7075 sont plus sensibles à la corrosion environnementale et à la fissuration par corrosion sous contrainte. Lorsqu'ils sont utilisés dans des pièces structurelles, ils nécessitent un contrôle strict des contraintes et une protection robuste de la surface.
Le choix d'un alliage adapté à l'environnement de service réduit le recours à des traitements de surface agressifs et améliore la fiabilité à long terme.
2. Stratégie de conception structurelle
L'objectif principal est d'éliminer les zones où les fluides corrosifs peuvent s'accumuler et de prévenir les points de réaction électrochimique.
- Conception du drainage : Éviter les zones mortes stagnantes ; prévoir des trous de drainage pour éviter la corrosion des crevasses.
- Optimisation du profil : Utiliser des chanfreins ou des rayons pour s'assurer que les traitements de surface (comme la peinture) couvrent tous les bords de manière uniforme.
- Isolation des métaux dissemblables : Utiliser des joints isolants ou des produits d'étanchéité pour éliminer complètement la corrosion galvanique.
3. Méthodes courantes de traitement de surface
Une fois le matériau et la conception finalisés, le traitement de surface est l'étape finale pour fournir une barrière supplémentaire contre l'environnement.
| Méthode | Objectif et caractéristiques | Meilleur pour |
| Anodisation | Épaissit la couche d'oxyde ; améliore la résistance et l'usure ; disponible en couleurs. | La plupart des pièces d'intérieur et des pièces légères d'extérieur |
| Anodisation dure | Couche beaucoup plus épaisse ; résistance à l'usure extrêmement élevée. | Pièces dans des environnements abrasifs et difficiles |
| Poudre / Peinture | Crée une barrière organique. | Grands logements, structures extérieures |
| Film chimique | Souvent utilisé comme prétraitement ; assure une certaine conductivité. | Électronique et pièces nécessitant une mise à la terre |
Conclusion
La corrosion de l'aluminium est essentiellement un défaillance localisée Il ne s'agit pas simplement de savoir s'il y aura de la rouille, mais de savoir si cela se produira dans des conditions spécifiques d'environnement et de conception.
Tant que la sélection des matériaux, la conception du drainage, l'isolation des métaux dissemblables et les traitements de surface sont planifiés ensemble dès les premières étapes, les alliages d'aluminium peuvent fonctionner de manière stable à long terme, même dans des conditions difficiles.
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FAQ
1. L'aluminium rouille-t-il s'il est mouillé ?
Réponse : L'aluminium ne produit pas de rouille rouge. Il réagit rapidement avec l'eau et l'oxygène pour former une rouille rouge. film protecteur dense d'oxyde d'aluminium. Dans les environnements quotidiens d'eau douce, ce film protège efficacement le métal interne.
2. L'aluminium se corrode-t-il à l'extérieur ?
Réponse : Il s'oxydera et se ternira. Dans les zones à forte salinité (comme la côte) ou dans les zones où l'eau est stagnante, piqûre peut se produire, ce qui peut affecter l'esthétique et la solidité de la structure.
3. Combien de temps faut-il à l'aluminium pour se corroder ?
Réponse : L'aluminium forme sa couche protectrice naturelle d'oxyde en secondes. La corrosion nuisible (comme les piqûres) dépend de l'environnement : elle peut durer des décennies à l'intérieur, mais sans protection, elle peut présenter une corrosion visible en quelques semaines dans des environnements à forte teneur en sel.
4. L'aluminium nu rouille-t-il ?
Réponse : L'aluminium nu s'oxyde. Toutefois, cette oxydation est bénéfique car il forme le bouclier naturel du métal. La corrosion néfaste ne se produit que lorsque l'aluminium nu est exposé à l'humidité. des médias durs (comme les ions chlorure ou les alcalis forts) ou entre en contact avec des métaux différents.
