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黄铜的耐腐蚀性,,, ,,,从黄铜的一般腐蚀特性和黄铜的应力腐蚀等进行讲解

发布时间:2021-08-19点击:6085

1.黄铜的一般腐蚀特性

黄铜是以Zn为主要合金元素的Cu-Zn合金,,, ,,,因其呈黄色而称为黄铜。。。。。。依据所加合金元素的种类和含量的不同,,, ,,,黄铜可分为单相黄铜、复相黄铜及特殊黄铜三大类。。。。。。当锌含量小于36%时,,, ,,,构成单相的α固溶体,,, ,,,因此单相黄铜又称α黄铜。。。。。。当锌含量为36%-45%时,,, ,,,成为α+β复相黄铜。。。。。。当锌含量大于45%时,,, ,,,因β相太多,,, ,,,脆性大,,, ,,,无实用价值。。。。。。特殊黃铜是在Cu-Zn的基础上,,, ,,,又加入了Sn,,, ,,,Mn,,, ,,,Al,,, ,,,Fe、Ni,,, ,,,Si,,, ,,,Pb等元素。。。。。。

黄铜在大气中腐蚀很慢,,, ,,,在纯净的淡水中腐蚀速率也不大(0.0025-0.025mm/年),,, ,,,在海水中腐蚀稍快(0.0075-0.1mm/年)。。。。。。水中的氟化物对黄铜的腐蚀影响很小,,, ,,,氯化物影响较大,,, ,,,而碘化物则有严重影响。。。。。。在含有O2,,, ,,,CO2,,, ,,,H2S,,, ,,,SO2,,, ,,,NH3等气体的水中,,, ,,,黄铜的腐蚀速率剧增。。。。。。在矿水尤其是含Fe2(SO4)3的水中极易腐蚀。。。。。。在硝酸和盐酸中产生严重腐蚀,,, ,,,在硫酸中腐蚀较慢,,, ,,,而在NaOH溶液中则耐蚀。。。。。。黄铜耐冲击腐蚀性能比纯铜好。。。。。。
特殊黄铜的耐蚀性比普通黄铜好。。。。。。在黄铜中加人约1%的Sn,,, ,,,可显著降低黄铜的脱锌腐蚀及提高在海水中的耐蚀性;;;;;在黄铜中加入约2%Pb,,, ,,,可以增加耐磨性能,,, ,,,因而大大降低了它在流动海水中的腐蚀速率。。。。。。为了防止脱锌腐蚀,,, ,,,还可加入少量的As,,, ,,,Sb、P(0.02%~0.05%);;;;;在海军黄铜中含有0.5%~1.0%Mn,,, ,,,可提高强度,,, ,,,并兼有很好的耐蚀性。。。。。。在含65%Cu及55%Cu的黄铜中用12%-18%Ni代替部分Zn,,, ,,,由于色泽呈银白,,, ,,,故称为镍银或德国银。。。。。。这种合金在盐、碱及非氧化性酸中具有很优良的耐蚀性能。。。。。。同时由于大量的Ni代替了2n,,, ,,,故没有脱锌现象。。。。。�;;;;;仆松鲜龈刺匦酝�,,, ,,,还有两种重要的腐蚀形式,,, ,,,即脱锌腐蚀和应力腐蚀。。。。。。

2、黄铜的应力腐蚀破裂

影响黄铜应力腐蚀破裂的因素有腐蚀介质、应力、合金成分与组织结构。。。。。。某种合金只有在一定介质及特定应力条件下,,, ,,,才会发生腐蚀破裂。。。。。。

(1)腐蚀介质

受拉应力的黄铜在一切含氨(或NH4+)介质及大气、海水、淡水、高温高压水、水蒸气中都可产生应力腐蚀。。。。。。例如,,, ,,,黄铜子弹壳在夏季的雨季中出现的开裂(也称为季裂)就是典型的黄铜应力腐蚀破裂例子。。。。。。此外,,, ,,,黄铜的应力腐蚀破裂形态分为沿晶型和穿晶型,,, ,,,在成膜溶液中主要产生沿晶型断裂,,, ,,,在不成膜溶液中主要产生穿晶型断裂。。。。。�;;;;;仆挠αΩ雌屏鸦仆ǔH衔�,,, ,,,在成膜溶液中,,, ,,,黄铜表面形成一层韧性较差的氧化亚铜膜,,, ,,,在应力应变作用下氧化亚铜膜发生脆性破裂,,, ,,,进而在晶界处成膜,,, ,,,这层膜脆裂后使裂纹扩展到基体金属并因滑移而中止,,, ,,,使裂纹尖端暴露在腐蚀溶液中,,, ,,,随后又产生晶间渗透、成膜、脆裂、裂纹扩展,,, ,,,此过程反复进行,,, ,,,***终形成阶梯状间断性断口。。。。。。在不成膜溶液中,,, ,,,应力使黄铜表面的露头位错优先溶解,,, ,,,导致裂纹沿位错密度***高的途径扩展并引起断裂。。。。。。在锌含量较低的黄铜中,,, ,,,位错主要是胞状形态,,, ,,,晶界是***大位错密度区,,, ,,,故产生沿晶型断裂。。。。。。在锌含量较高的黄铜中,,, ,,,位错主要是平面状形态,,, ,,,堆垛层错是***大位错密度区,,, ,,,故产生穿晶型断裂。。。。。。此外,,, ,,,由于锌原子在应力作用下在位错处偏聚,,, ,,,增加位错处的活性,,, ,,,因此裂纹扩展速率将随着锌含量的增加而增加。。。。。。
实验研究表明,,, ,,,大气中,,, ,,,工业大气***容易引起黄铜的应力腐蚀破裂,,, ,,,且断裂寿命***短;;;;;乡村大气次之;;;;;海洋大气的影响***小。。。。。。大气环境中的这种不同影响,,, ,,,是大气中SO2含量的差异造成的(工业大气中含SO2***多,,, ,,,乡村大气中含SO2较少,,, ,,,海洋大气中几乎不含SO2)。。。。。。
总之,,, ,,,引起黄铜应力腐蚀破裂的物质主要是氨和能派生氨的物质,,, ,,,或硫化物。。。。。。其中氨的作用是公认的,,, ,,,而硫化物的作用还不清楚。。。。。。此外,,, ,,,蒸气、氧、SO2、CO2、CN-对应力腐蚀具有加速作用。。。。。。

(2)应力
拉应力是黄铜发生应力腐蚀破裂的必要条件。。。。。。拉应力越大,,, ,,,应力腐蚀破裂

敏感性越高。。。。。。用低温回火的方法消除残余张应力,,, ,,,可使黄铜免受应力腐蚀破裂。。。。。。

(3)合金成分与组织结构

黄铜中锌含量越高,,, ,,,其应力腐蚀破裂敏感性越大。。。。。。至于锌含量低到多少就不发生应力腐蚀,,, ,,,这与介质的性质有关。。。。。。例如,,, ,,,含锌量低于20%的黄铜,,, ,,,在自然环境中一般不产生应力腐蚀,,, ,,,而在氨水中低锌黄铜也产生应力腐蚀破裂。。。。。。

其他合金元素对应力腐蚀的影响,,, ,,,Si可有效地防止α黄铜的应力腐蚀破裂。。。。。。Si、Mn能改善α+β和β黄铜的耐应力腐蚀的性能。。。。。。在氨气氛条件下,,, ,,,Si,,, ,,,As,,, ,,,Ce,,, ,,,Mg等元素改善α黄铜的抗应力腐蚀性能。。。。。。在大气条件下,,, ,,,Si,,, ,,,Ce、Mg等元素改善应力腐蚀性能。。。。。。在工业大气暴露试验的结果表明,,, ,,,Cu-Zn合金中加入Ai.Ni、Sn可减轻应力腐蚀倾向。。。。。。

来源:机械小众

 

 


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