Entre las aleaciones de aluminio forjado utilizadas en la actualidad, las más utilizadas son las aleaciones de la serie 6000 que se pueden reforzar mediante tratamiento térmico, que son una clase de aleaciones Al-Mg-Si y Al-Mg-Si-Cu.
En 2018, se registraron 706 aleaciones comunes y poco comunes en la Asociación del Aluminio, Inc., de las cuales las aleaciones de la serie 6000 fueron las más utilizadas, con 126, lo que representa el 18%, en la industria de la construcción, los sectores estructural y el transporte. Su uso en equipos se ha extendido gracias a su buena conformabilidad, resistencia moderada y excelente resistencia a la corrosión.
Sin embargo, si la relación de composición de la aleación no es adecuada, los parámetros de tratamiento térmico no se seleccionan correctamente o el procesamiento y la formación no son apropiados, se producirá corrosión intergranular en un entorno que contenga cloro.
En la mayoría de los casos, la corrosión intergranular se produce en aleaciones con una pequeña cantidad de cobre y una alta relación Si/Mg. Normalmente, el contenido de cobre de la mayoría de las aleaciones que contienen cobre no supera el 0.4 %, y solo cuatro aleaciones, como 4, 6013, 6113 y 6056, presentan un contenido de cobre de hasta el 6156 %, y se añade cobre a la aleación de Al-Mg-Si para mejorar sus propiedades mecánicas.
El estudio reveló que todas las aleaciones con susceptibilidad a la corrosión intergranular presentaban frecuentemente capas de segregación ricas en cobre y precipitados catódicos de fase Q al observarse con microscopía electrónica de transmisión de barrido de alta resolución. La fase Q es una fase intermetálica cuaternaria con fórmula molecular Cu₂Mg₄Si₃Al₄, que precipita a lo largo del límite de grano, provocando la disolución anódica de la solución sólida adyacente para formar una zona libre de precipitados.
Prueba de susceptibilidad a la corrosión intergranular
Hay dos métodos de prueba comúnmente utilizados para determinar la susceptibilidad a la corrosión intergranular de las aleaciones de aluminio: prueba de campo y prueba de inmersión acelerada.
En ensayos acelerados, para acelerar la corrosión, se suele utilizar una solución de cloruro de potasio con ácido clorhídrico (ISO 11846 Método B) o una solución de cloruro de potasio con peróxido de hidrógeno (ASTM G110). Tras el ensayo, se realiza la observación metalográfica de la sección transversal de la muestra o se mide la pérdida de sus propiedades mecánicas.
Los resultados de la prueba acelerada ISO 11846 coinciden en gran medida con los resultados de la prueba de campo en atmósfera marina, pero el aluminio susceptible a la corrosión intergranular exhibe corrosión severa en casi todos los límites de grano cerca de la superficie de la muestra durante la prueba acelerada (corrosión intergranular uniforme). ), mientras que la superficie de las muestras de prueba de campo se corroyó solo en áreas limitadas (corrosión localizada).
Sin embargo, las pruebas aceleradas siguen siendo el método estándar para determinar con precisión si un material tiene corrosión en los límites de grano.
La industria automotriz a menudo evalúa si las aleaciones de aluminio de la serie 6000 tienen corrosión intergranular según la norma ISO 11846 Método B. Al realizar pruebas según esta norma, primero sumerja completamente una pequeña muestra (área de superficie < 20 cm2) en una solución ácida de cloruro de sodio (pH=1) a temperatura ambiente durante 24 horas, y posteriormente se realiza un examen metalográfico para determinar el tipo de corrosión (corrosión por picaduras o intergranular), además de determinar el porcentaje de superficies dañadas por corrosión y la profundidad máxima de corrosión.
Estudios recientes han demostrado que permitir cambios importantes en las condiciones de prueba no afecta significativamente la reproducibilidad de los resultados. En particular, la norma estipula que la relación entre el volumen del electrolito y la superficie de la muestra no debe ser inferior a 5 ml/cm².2, de lo contrario, la tasa de corrosión intergranular se verá muy afectada.
La condición para la corrosión en la superficie de la muestra es que debe haber una reacción catódica (evolución de hidrógeno, reducción de oxígeno), el valor de pH de la solución de prueba aumenta con el tiempo y la corrosión del electrolito disminuye.
Entre las aleaciones de aluminio deformado de la serie 8, la serie 6000 es una aleación de Al-Mg-Si (Cu, Zn), una de las más propensas a la corrosión intergranular. Presenta susceptibilidad a la corrosión intermitente.
Para evaluar la tendencia a la corrosión intergranular de las aleaciones de la serie 6000, uno de los métodos más eficaces es realizar un grabado en solución alcalina tras la prueba según la norma ISO 11846 y, posteriormente, un tratamiento de descontaminación. Para este tratamiento se utiliza una solución concentrada de ácido nítrico. Sin embargo, el grabado en una solución de NaOH a una temperatura de 50 a 60 °C y una fracción másica del 5 % al 10 % durante 2 a 5 minutos afectará los resultados de la prueba.
Una alternativa eficaz al grabado alcalino es el uso de una solución de ácido nítrico/fluorhídrico, que elimina eficazmente el aluminio de las manchas protoplásmicas ricas en hierro en la superficie. Se sabe que las partículas de aluminio pueden acelerar la corrosión de las aleaciones de aluminio en soluciones de cloruro, ya que son cátodos microscópicos locales, y estas partículas también son el origen de la corrosión intergranular. Las aleaciones se corroen más lentamente en soluciones de nítrico/fluoruro que en lejía.
Lo anterior es el contenido de corrosión intergranular de las aleaciones de aluminio de la serie 6000 organizado por CHAL.
