الفلزات والسبائك الشائعة المقاومة للتآكل

فهم مقاومة التآكل

يحدث التآكل عندما تتفاعل المعادن مع الرطوبة أو الأكسجين أو المواد الكيميائية، مما يؤدي إلى التلف. ومقاومة التآكل هي قدرة المادة على تحمل التلف الناتج عن التفاعلات الكيميائية أو الكهروكيميائية مع بيئتها. هذه الخاصية ضرورية لضمان المتانة والأداء، خاصةً في صناعات مثل الإنشاءات والبحرية والفضائية والمعالجة الكيميائية.

العوامل المؤثرة على مقاومة التآكل

تؤثر عدة عوامل على مقاومة المواد للتآكل:

• التركيب الكيميائي: تعمل عناصر السبائك مثل الكروم والنيكل والموليبدينوم على تعزيز مقاومة التآكل.
• المعالجات السطحية: الطلاءات والأكسدة والطلاء الكهربائي تخلق حواجز واقية ضد العوامل المسببة للتآكل.
• الظروف البيئية: يؤدي التعرض للرطوبة والملح والمواد الكيميائية إلى تسريع التآكل.
• درجات الحرارة ومستويات الأس الهيدروجيني: يمكن لدرجات الحرارة المرتفعة ومستويات الأس الهيدروجيني الشديدة أن تزيد من معدلات التآكل.
• الإجهاد والإجهاد: يمكن أن يؤدي الإجهاد الميكانيكي إلى حدوث تشققات، مما يزيد من التعرض للتآكل.

المواد المقاومة للتآكل

تُستخدم المواد ذات المقاومة القوية للتآكل على نطاق واسع لمكافحة التآكل. تشمل هذه المواد المعادن والسبائك والبوليمرات المصممة خصيصًا لتحمل البيئات القاسية.

المعادن والسبائك الشائعة المقاومة للتآكل

1. الفولاذ المقاوم للصدأ: يحتوي على الكروم، الذي يشكل طبقة أكسيد سلبية لمقاومة الصدأ والتآكل.
2. الألومنيوم: يشكلطبقة أكسيد طبيعية تحمي من التآكل.
3. النحاس والنحاس الأصفر: يوفران مقاومة ممتازة في الماء والظروف الجوية.
4. التيتانيوم: مقاوم للغاية لمياه البحر والتعرض للكلور، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات البحرية والكيميائية.
5. سبائك النيكل: معروف بمقاومته الاستثنائية للتآكل في البيئات ذات درجات الحرارة العالية والبيئات الحمضية.
6. التنتالوم: مقاوم للغاية للتآكل من معظم الأحماض.
7. الزركونيوم: يتحملالبيئات الكيميائية القاسية، خاصةً في الصناعات النووية والكيميائية.

كيفية حماية المعادن من التآكل

يمكن لعدة طرق تحسين مقاومة التآكل وإطالة عمر المواد:

1. الطلاءات:تخلقالدهاناتومسحوق الطلاء وطبقات الإيبوكسي حاجزًا ماديًا ضد الرطوبة والمواد الكيميائية.
2. الطلاء والجلفنة: يوفر الطلاء الكهربائيبالمعادن مثل الزنك أو الكروم حماية إضافية.
3. الطلاء بأكسيد الألمنيوم: يعززطبقة الأكسيد، خاصةً في الألومنيوم، من أجل متانة أفضل.
4. الحماية الكاثودية: يستخدم أنودات مضحية لإعادة توجيه التآكل بعيداً عن الهياكل الأساسية.
5. مثبطات التآكل: معالجات كيميائية تبطئ عملية التفاعل.
6. اختيار المواد: اختيار مواد مقاومة للتآكل بطبيعتها لبيئات محددة يقلل من الحاجة إلى حماية إضافية.

الأسئلة المتداولة

ما الذي يجعل الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومًا للتآكل؟
يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على الكروم الذي يشكل طبقة أكسيد واقية تمنع المزيد من الأكسدة.

هل يمكن أن يتآكل الألومنيوم؟
على الرغم من أن الألومنيوم مقاوم للتآكل، إلا أنه يمكن أن يتآكل في الظروف القاسية، مثل التعرض الطويل للمياه المالحة.

ما هي المعادن الأكثر مقاومة للتآكل؟
يُعد التيتانيوم والتنتالوم والزركونيوم من بين المعادن الأكثر مقاومة للتآكل بسبب طبقات الأكسيد المستقرة.

كيف تمنع الجلفنة التآكل؟
تطبق الجلفنة طلاء الزنك الذي يعمل كطبقة مضحية، حيث يتآكل قبل أن يتآكل المعدن الأساسي.

هل الطلاء ضروري دائمًا للحماية من التآكل؟
ليس دائماً. فالعديد من المواد، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم، مقاومة للتآكل بطبيعتها، لكن الطلاء يوفر حماية إضافية في البيئات القاسية.