Spannungskorrosion

[Mikado]

Wer kennt sich hier aus mit den Fragen nach Spannungskorrosion? Aluminium und Messing miteinander verschraubt, draussen am Regen (Elektrolyt), wie verhält sich das langfristig? Gibt das ein Lokalelement und muss mit Lochfras gerechnet werden?
Danke und Gruss
Heinz

[squirrel4711]

Hallo Heinz,

das Alu wird's auf Dauer zerbröseln zu Aluminiumoxid. Das wird jedoch nicht so schnell geschehen wie in der Theorie, da die erste Aluminiumoxidschicht bei einem statischen Modell erst mal "stabilisierend" wirkt und den Prozess verlangsamt. Wenn sich etwas bewegt wird die Oxidschicht natürlich zerstört und der Prozeß läuft dann sehr schnell ab.

Obgleich Al ein sehr unedles Metall ist (es steht in der Spannungsreihe zwischen Mangan u. Magnesium), ist es gegen Sauerstoff u. Luftfeuchtigkeit viel unempfindlicher als z.B. Fe. Die Korrosionsbeständigkeit des Al beruht auf einer wenige Mol.-Lagen dicken, harten, zusammenhängenden, durchsichtigen Oxid-Schicht, die sich z.B. auf frisch angeritztem Al an der Luft u. im Wasser schon in wenigen s bildet. Die Schutzschicht ist zunächst nur wenige Zehntel nm dick, wächst in einem Monat auf 5–10nm an u. bleibt dann fast unverändert, selbst wenn man längere Zeit auf 400°C erwärmt. Erst bei 450–500°C wächst die glasartige Oxid-Schicht weiter, ihre Dicke kann z.B. bei zweistündigem Erhitzen auf 550°C von 5 auf über 20nm zunehmen. Al ist weich- u. hartlötbar in Ggw. von Flußmitteln, im Vak. od. unter Schutzgas. Das Verhalten von Al in wäss. Medien ist vom pH-Wert des Elektrolyten abhängig. Die schützende Oxidschicht ist im pH-Bereich zwischen 4,5 u. 8,5 weitgehend unlöslich. Von Blei-Salzen, Bromwasserstoffsäure, Eisenchlorid, Flußsäure, Iod-Tinktur, Kalilauge, Kupfer-Salzen, Natronlauge, Nickel-Salzen, Phosphorsäure, Quecksilber-Salzen, Salzsäure, Schwefelsäure, Silber-Salzen, Soda, Zink-Salzen u. Zinn-Salzen wird Al angegriffen; frisch hergestelltes, schutzschichtfreies Al-Pulver auch von Wasser u. niederen Alkoholen. Dagegen ist es unempfindlich gegen Al-Salze, ether. Öle, Benzin, Benzol, Bier, Fette, Fixiersalz, Glycerin, Harze, Kaliumpermanganat, Lacke, Petroleum, (kalte) Salpetersäure u. die meisten Lebensmittel.

Quelle: Römpp Lexikon Chemie – Version 2.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1999

Gruß
Rainer

[Mikado]

Hallo Rainer
herzlichen Dank, genau diese Information habe ich gesucht und trotz einer Stunde Googeln nicht gefunden.
Hast Du auch Kenntnisse, wie sich das Messing mit seinem edleren Kupfer Anteil und seinem unedleren Zink Anteil auf das Aluminium auswirkt? Hält in einem Lokalelement mit dieser Materialpaarung das Aluminium stand?
Zum besseren Verständnis, es geht darum, dass ich meine Drehbühne aus Aluminium bauen will und nun am Überlegen bin woraus ich den Kingpin herstelle. Da ist bei der Materialwahl nebst der Frage, dass das Lager nicht anfressen darf, dass ich das grosse Stück noch auf meiner Rotwerk drehen können sollte und eben auch die Lebensdauer ein Thema, denn ich möchte nicht dauernd von der Anlage beschäftigt werden und mich endlich wieder dem Fahrzeugbau widmen können.
Vielleicht hast Du oder ein Mitleser explizit zur Paarung von Messing und Aluminium noch weiterführende Hinweise.

Danke für jeden Hinweis
Gruss
Heinz

[weki]

Hallo Heinz,

ich verbinde im Garten meine Schienen mit Laschen aus Ms und Schrauben (M2) aus Al. Nach ca. 2 bis 3 Jahren zeigen fast alle Schrauben und Muttern erste Korosionserscheinungen. Allerdings hat sich bis jetzt, ich glaube die ersten habe ich vor ca. 5 Jahren eingebaut, keine vollständig aufgelöst. Bei der hohen Anzahl von Schrauben die man dafür benötigt sind mir Ms - Schrauben zu teuer, da wechsle ich lieber mal eine Al - Schraube aus.

Viele Grüße Werner

[squirrel4711]

Hallo Heinz,

Hast Du auch Kenntnisse, wie sich das Messing mit seinem edleren Kupfer Anteil und seinem unedleren Zink Anteil auf das Aluminium auswirkt? Hält in einem Lokalelement mit dieser Materialpaarung das Aluminium stand?

Ist nicht so einfach, spielt aber im Zusammenhang mit Aluminium nicht die große Rolle. Im Messing nehmen die Atome von Zink und Kupfer schon eine gewisse Ordnung ein und bedingen dadurch die Materialeigenschaften von Messing. Es ist also nicht so, daß aus der Legierung das unedele Zink nun selektiv "herausgegriffen" wird. Wichtig ist die Aluoxidschicht (als Isolator) die das Aluminium "edelt" und den Elektronenfluß verhindert. Diese Schicht wird, wie schon erwähnt, von Säuren angegriffen und damit zerstört. Damit geht das Dilema los (siehe ausgelaufene Batterien) und das Aluminium (z.B. Batteriehülle) wird zerstört. Wenn Du einen Isolator (z.B. Teflon, Haftöl Säurefrei) zwischen die Metalle einbringst können keine Elektronen fließen und die Korrosion findet nicht statt. Kurz gesagt : Besteht zwischen dem Messing und dem Alu eine elektrisch leitende Verbindung geht das Alu "zum Teufel".
Siehe auch : Spannungsreihe


Gruß
Rainer