Metalle werden für die Herstellung vieler Strukturen, Fahrzeuge und Objekte (Gegenstände) wie Autos, Gebäude, Schiffe, etc. verwendet. Da Korrosion zu einer Verschlechterung des Metalls führt, ist sie in unseren heutigen Metallbearbeitung nicht erwünscht. Es ist jedoch ein natürlicher Prozess, der von mehreren Faktoren abhängt. In diesem Artikel erklären wir, was Korrosion ist und wie sie entsteht. Wir werfen auch einen Blick auf die verschiedenen Arten von Korrosion.
Die Korrosion eines Metalls ist die allmähliche Verschlechterung des Materials, die durch eine chemische und / oder elektrochemische Reaktion mit der Umgebung verursacht wird. Es ist ein natürlicher Prozess, dass Metall in eine chemisch stabile Form umwandelt. Eisen verändert sich zu Eisenoxid (= Eisenerz) und Kupfer reagiert mit schwefelhaltigen Molekülen, um zu seiner Sulfid-Form zurückzukehren.
Wie Korrosion entsteht
In der Natur kommen die meisten Metalle in der stabilen Form von Verbindungen vor. Um eine stabile Form mit geringerer Energie zu erreichen, verliert ein Metallatom ein oder mehrere Elektronen aus seiner Struktur. Diese Elektronen verbinden sich mit anderen Elementen wie Sauerstoff, Schwefel oder Chlor aus der Umgebung. Während dieses elektrochemischen Prozesses oxidiert das Metall. Bevor Elektronen sich bewegen können, muss eine Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten bestehen.
Die Korrosivität eines Metalls hängt ab von:
- Seine Tendenz, Elektronen zu verlieren
- Äußere Bedingungen, die den Elektronenfluss fördern (Temperatur, Druck, Reibung usw.)
Kategorisierung von Korrosion
Korrosion tritt in verschiedenen Maßstäben auf. Es kann als leichte Verfärbung oder als totaler Zerfall des Metalls beobachtet werden.
Korrosion kann wie folgt kategorisiert werden:
- Färbung: eine Form von leichter Korrosion, die in trockenen Umgebungen auftritt und zu einer leichten Färbung oder Trübung führt. Die Färbung ist auf die Oberfläche beschränkt und beeinflusst kaum die strukturelle Stärke des Materials.
- Korrosion: ein ausgedehnterer Angriff auf die Metalloberfläche, der Änderungen in den metallurgischen Eigenschaften verursacht.
- Verrosten: die Korrosion von Eisenwerkstoffen wie Eisen und Stahl. Eisenhaltige Materialien sind besonders anfällig für Korrosion.
Verschiedene Arten von Korrosion
1. Differentialbelüftung
Bei dieser Korrosionsart gibt es Bereiche mit geringer Sauerstoffkonzentration (anodischer Bereich) und Bereiche mit hoher Sauerstoffkonzentration (kathodischer Bereich). In den anodischen Bereichen beginnt das Metall zu korrodieren. Ein Beispiel für eine differentielle Belüftung ist, wenn Wasser auf einer Metalloberfläche tropft. Der Bereich in der Mitte des Tröpfchens weist eine niedrigere Sauerstoffkonzentration als die Kante auf. Dies ermöglicht Elektronen zu fließen. Am Rand des Tröpfchens reagieren die Elektronen mit Wasser und Sauerstoff zu Rost und hinterlassen einen braunen Ring. Ein anderes Beispiel ist der Gleitweg einer Werkzeugmaschine, wo das reine Öl über einem Bereich mit wasserbasierter Metallbearbeitungsflüssigkeit liegt. Die Fläche unter dem reinen Ölfilm wäre im Vergleich zu dem wässrigen Material sauerstoffarm. Es ist durchaus möglich, dass unter dem Öl Korrosion auftritt, da dies der anodische Bereich ist.
2. Einheitlicher Angriff
Wenn die Oberfläche des Metalls mit einer Wasserschicht bedeckt ist, ändern sich die Anoden- und Kathodenbereiche kontinuierlich. Dies führt zu einem gleichmäßigen Korrosionsgrad.
3. Wirkung von Elektrolyten
Reines Wasser korrodiert die meisten Metalle sehr langsam, weil reines Wasser keine anderen Moleküle als H2O enthält. Die Ionisierung von reinem Wasser ist ein sehr langsamer Prozess. Wenn Salze, Säuren oder alkalische Verbindungen zu dem Wasser hinzugefügt werden, erhöht sich die Ionenkonzentration und daraus folgt eine hohe elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit. Dies verursacht eine Beschleunigung des Korrosionsprozesses. Aus diesem Grund verursacht Meerwasser eine schnellere Korrosion als reines Wasser.
4. Loch-Fraß
Loch-Fraß ist ein örtlicher Angriff auf die Oberfläche eines Metalls, das kleine Löcher erzeugt. Es tritt auf, wenn die korrosive Fläche klein und an einer Stelle bleibt. Ein Beispiel ist der Loch-Fraß von rostfreiem Stahl durch Chloride. Die Oberfläche aus Edelstahl ist eine Oxidschicht, die den Stahl schützt. Wenn auf der Oberfläche ein kleiner Kratzer vorhanden ist, kann es eine Quelle für einen Potentialgradienten zwischen der Oxidschicht (kathodisch) und dem Kratzer (anodisch) sein, was zu einem Loch führt.
Learn how you can prevent corrosion in the article 3 ways to prevent corrosion
