Nichteisenmetalle und -legierungen

Die Korrosionsbeständigkeit von Magnesiumlegierungen hängt stark vom Gehalt an den Verunreinigungen Fe, Ni und Cu ab, und bei hochreinen Legierungen wie AZ91D sind die Obergrenzen für Fe und Ni mit etwa 0,005 % oder weniger sehr niedrig festgelegt. Was ist der richtige Grund?

  1. ADiese Elemente lösen sich in Mg und machen das Potential der Matrix unedler, sodass der Oxidfilm an der Oberfläche zu dick wächst und leicht reißt
  2. BDiese Elemente treten als Teilchen auf, die edler sind als Mg, und bilden mit dem umgebenden Mg Lokalelemente, die die Auflösung des Mg beschleunigen
  3. CDiese Elemente fördern die Oxidation der Schmelze und machen sie leichter entflammbar, sodass beim Gießen eingeschlossene Oxide die Korrosionsausgangsstellen vermehren
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Lösung: B. Diese Elemente treten als Teilchen auf, die edler sind als Mg, und bilden mit dem umgebenden Mg Lokalelemente, die die Auflösung des Mg beschleunigen

Mg ist eines der unedelsten Gebrauchsmetalle. Schon geringe Mengen Fe, Ni und Cu lösen sich kaum in Mg und treten als Teilchen von Metallen oder intermetallischen Verbindungen mit edlem Potential auf. Es entstehen Lokalelemente, in denen diese Teilchen Kathoden und das umgebende Mg die Anode bilden, und in Salzwasser steigt die Korrosionsgeschwindigkeit um Größenordnungen. In hochreinen Legierungen werden Fe und Ni daher auf sehr geringe Mengen und Cu auf etwa 0,03 % oder weniger begrenzt, und Mn wird zugesetzt, um Fe in Al-Mn-Fe-Verbindungen einzubinden und seine Schadwirkung zu verringern. Die Antwort, nach der die Elemente sich lösen und den Film verdicken, und die Antwort, die es mit der Entflammbarkeit der Schmelze erklärt, verfehlen beide diesen Mechanismus der Lokalelemente. Aus demselben Grund ist eine Isolierung nötig, wenn Mg-Bauteile mit Stahlschrauben in Kontakt stehen.

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