Prüfverfahren zur Bestimmung der Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumlegierungsgussteilen

Prüfmethoden für die Korrosionsbeständigkeit von AluminiumlegierungsgussS

Im globalen Aluminium LegierungsdruckgussAuf dem Markt ist Korrosionsbeständigkeit einer der wichtigsten Indikatoren für die Produktqualität. Aluminiumlegierungsgussteile finden breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, dem Bauwesen und anderen Bereichen, und ihre Korrosionsbeständigkeit beeinflusst unmittelbar die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Produkts.

1. Die Bedeutung der Korrosionsbeständigkeitsprüfung von Aluminiumlegierungsgussteilen
Aluminiumlegierungen neigen in komplexen Umgebungen (wie hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit, Salznebel oder chemischen Medien) zu Korrosion, was zu einer Verschlechterung der Materialeigenschaften oder sogar zum Materialversagen führen kann. Daher ist die Prüfung der Korrosionsbeständigkeit nicht nur ein wichtiger Bestandteil der Materialforschung, -entwicklung und -produktion, sondern auch der Schlüssel zur Qualitätssicherung. Durch systematische Prüfungen lässt sich das Verhalten von Aluminiumlegierungsgussteilen unter realen Betriebsbedingungen umfassend bewerten. Dies liefert eine wissenschaftliche Grundlage für die Produktentwicklung, die Materialauswahl und die Verbesserung der Korrosionsschutzprozesse.

2. Gängige Prüfmethoden für die Korrosionsbeständigkeit
(I) Salzsprühtest
Der Salzsprühtest simuliert die atmosphärischen Bedingungen im Meer oder in der Industrie, um die Korrosionsrate und die Veränderungen der Oberflächenmorphologie von Werkstoffen unter Salzsprühbedingungen zu bewerten. Gängige Salzsprühtestmethoden sind:
Neutraler Salzsprühtest (NSS): Die Probe wird in eine 5%ige NaCl-Lösung eingelegt und 24 bis 1000 Stunden lang besprüht, um den Korrosionsgrad zu bestimmen. Diese Methode eignet sich für die meisten Aluminiumlegierungen und kann eine schwach korrosive Umgebung simulieren.
Saurer Salzsprühtest (AASS): Der Salzsprühtest wird in saurer Umgebung durchgeführt, üblicherweise mit einer 3,5%igen NaCl-Lösung mit einem pH-Wert zwischen 3,1 und 3,3. Dieses Verfahren eignet sich zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumlegierungen in sauren Umgebungen.
Beschleunigter Salzsprühtest mit Kupfer (CASS): Durch Zugabe von Kupferionen zur Salzsprühlösung wird der Korrosionsprozess beschleunigt. Diese Methode eignet sich für Anwendungen, bei denen die Korrosionsbeständigkeit schnell beurteilt werden muss.
Zyklischer Salzsprühtest (CCT): Abwechselnde Salzsprüh-, Trocken- und Nassphasen, die die realen Umgebungsbedingungen besser nachbilden. Mit dieser Methode lassen sich komplexe Umgebungsbedingungen simulieren und die Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumlegierungen in verschiedenen Umgebungen bewerten.
(II) Elektrochemischer Test
Elektrochemische Prüfungen bewerten die Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumlegierungen durch Quantifizierung der Korrosionsstromdichte und von Korrosionsbeständigkeitsparametern. Gängige elektrochemische Prüfmethoden sind:
Polarisationskurvenanalyse: Die Korrosionsstromdichte wird durch dynamische Potentialabtastung bestimmt und die Korrosionsrate berechnet. Diese Methode liefert detaillierte Informationen zur Korrosionskinetik.
Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS): Die Impedanz des Materials wird bei verschiedenen Frequenzen gemessen, um seine Korrosionsbeständigkeit zu bewerten. Diese Methode liefert mikroskopische Informationen über den Korrosionsprozess.
(III) Lochfraß- und interkristalline Korrosionsprüfung
Lochfraß und interkristalline Korrosion sind häufige Formen der lokalisierten Korrosion von Aluminiumlegierungen. Gängige Prüfmethoden sind:
Lochfraßprüfung: Die Lochfraßempfindlichkeit von Aluminiumlegierungen wird mittels Tauch- oder elektrochemischen Tests bewertet. Mit dieser Methode lässt sich das Lochfraßrisiko von Werkstoffen unter spezifischen Umgebungsbedingungen ermitteln.
Prüfung der interkristallinen Korrosion: Durch Eintauchen in eine Salpetersäure-Fluorwasserstoffsäure-Lösung in Kombination mit metallografischer Analyse wird der Grad der Korngrenzenkorrosion bestimmt. Mit dieser Methode lässt sich die Anfälligkeit von Aluminiumlegierungen für interkristalline Korrosion bewerten.
(IV) Spannungsrisskorrosionsprüfung (SCC)
Die Spannungsrisskorrosionsprüfung bewertet die Rissbeständigkeit von Werkstoffen unter dem synergistischen Einfluss von Spannung und Korrosion. Gängige Methoden sind:
Zugversuch mit langsamer Dehnungsrate: Die Probe wird in einer korrosiven Umgebung mit einer langsamen und konstanten Dehnungsrate gedehnt, um die Entstehung und Ausbreitung von Spannungsrisskorrosion zu fördern. Mit dieser Methode lässt sich die Spannungsrisskorrosionsempfindlichkeit des Materials im praktischen Einsatz beurteilen.
Dauerlastversuch: Die Probe wird einer bestimmten Last ausgesetzt und anschließend in eine korrosive Umgebung eingebracht, um ihr Spannungsrisskorrosionsverhalten zu untersuchen. Dieses Verfahren eignet sich zur Beurteilung der Zuverlässigkeit von Werkstoffen im Langzeiteinsatz.
(V) Tauchtest
Beim Immersionstest wird die Probe in eine saure oder alkalische Lösung eingetaucht und regelmäßig gewogen, um die Korrosionsgewichtsverlustrate zu berechnen. Dieses Verfahren eignet sich zur Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen in einer spezifischen chemischen Umgebung.

3. Auswahl und Anwendung von Prüfmethoden
Die Auswahl geeigneter Korrosionsbeständigkeitsprüfverfahren muss auf den spezifischen Einsatzumgebungen und Anforderungen basieren. Beispielsweise können im Luft- und Raumfahrtbereich zyklische Salzsprühnebeltests und Spannungsrisskorrosionsprüfungen erforderlich sein, um das Verhalten von Werkstoffen in komplexen Umgebungen zu bewerten; im Bauwesen hingegen sind neutrale Salzsprühnebeltests und elektrochemische Prüfungen möglicherweise besser geeignet.

4. Prüfstandards
Es gibt zahlreiche in- und ausländische Normen zur Standardisierung von Korrosionsbeständigkeitstests. AluminiumlegierungsgussGängige Standards umfassen:
ASTM-Reihen: wie z. B. ASTM G31 (Tauchkorrosionsprüfung), ASTM G5 (Standardverfahren zur Bestimmung der Polarisationskurve).
ISO-Normen: wie z. B. ISO 9227 (Salzsprühtest), ISO 11845 (elektrochemische Impedanzmessung).
GB-Nationalnormen: wie z. B. GB/T 10125 (Korrosionsprüfung unter künstlicher Atmosphäre), GB/T 7998 (Bestimmung der interkristallinen Korrosion von Aluminiumlegierungen).
Industrienormen: wie beispielsweise HB 5259 „Prüfverfahren für die interkristalline Korrosion von Aluminiumlegierungen“ der Luftfahrtindustrie.

5. Auswertung der Testergebnisse
Die Auswertung von Testergebnissen umfasst üblicherweise folgende Aspekte:
Sichtprüfung: Prüfen Sie, ob auf der Oberfläche der Probe Verfärbungen, Blasenbildung, Korrosion oder andere Erscheinungen vorliegen.
Korrosionsrate: Die Korrosionsrate der Aluminiumlegierungsprobe wird durch Messung des Massenverlusts der Aluminiumlegierungsprobe pro Zeiteinheit ermittelt.
Elektrochemische Eigenschaften: Zur Beurteilung der elektrochemischen Eigenschaften der Aluminiumlegierungsprobe werden die Polarisationskurve, die Potentialdifferenz, die Stromdichte und weitere Parameter gemessen.
Mikrostrukturanalyse: Mithilfe von Lichtmikroskopen, Rasterelektronenmikroskopen und anderen Geräten werden die Mikrostruktur und die Morphologie der Korrosionsprodukte nach der Korrosion untersucht.