Odporność na korozję brązu
Brąz to ogólne określenie wszystkich stopów miedzi z wyjątkiem mosiądzu i białej miedzi. Na ogół nazywa się go zgodnie z pierwszym głównym dodatkiem, takim jak brąz cynowy, brąz aluminiowy, brąz krzemowy, brąz manganowy itp. W porównaniu z mosiądzem brąz ma wyższą wytrzymałość i odporność na korozję. W niektórych środowiskach brąz ma gorszą odporność na korozję niż biała miedź. Jako materiały konstrukcyjne odporne na korozję, bardziej praktyczne są brąz cynowy, brąz aluminiowy i brąz krzemowy. Poniżej przedstawiono charakterystykę odporności na korozję tych trzech stopów. \
1. Brąz cynowy
Istnieją trzy powszechnie stosowane brązy cynowe, których zawartość cyny wynosi odpowiednio 5%, 8% i 10%. Ich odporność na korozję wzrasta wraz ze wzrostem zawartości cyny. Jego właściwości mechaniczne, odporność na zużycie i lejność są lepsze niż czysta miedź, a jej odporność na korozję jest również wyższa niż miedź.
Brąz cynowy ma dobrą odporność na korozję w atmosferze. Na powierzchni brązu cynowego w atmosferze tworzy się gęsta warstwa dwutlenku cyny. Wraz ze wzrostem zawartości cyny warstwa dwutlenku cyny staje się gęstsza i grubsza, a odporność na korozję jest lepsza. . Szybkość korozji stopu Cu{{0}}Sn w atmosferze wynosi tylko 0.00015 ~0,002 mm/rok, a ponadto jest on bardzo odporny na korozję w wodzie słodkiej i morskiej (<0.05mm/year).
Ma również dobrą odporność na korozję w rozcieńczonych kwasach nieutleniających i roztworach soli; ale w roztworach kwasu azotowego, kwasu solnego i amoniaku nie jest tak odporna na korozję jak czysta miedź.
Brąz o wysokiej zawartości cyny (8% ~ 10%) ma wysoką odporność na korozję udarową. Brąz cynowy nie jest podatny na pękanie korozyjne naprężeniowe ani korozję detynową.
Ponieważ brąz cynowy ma dobrą odporność na zużycie, stosuje się go głównie do produkcji pomp, zaworów, przekładni, łożysk, kurków i innych części, które wymagają odporności na zużycie i korozję.
2. Brąz aluminiowy
Zawartość aluminium wynosi zwykle od 9% do 10%, a czasami dodaje się Fe, Mn, Ni i inne pierwiastki. Jego właściwości odlewnicze nie są tak dobre jak brąz cynowy, ale jego wytrzymałość i odporność na korozję są wyższe niż brązu cynowego.
Wysoka odporność korozyjna brązu aluminiowego wynika głównie z tworzenia na powierzchni stopu gęstej i mocno przylegającej warstwy ochronnej z mieszanych tlenków miedzi i aluminium, która ma zdolność samonaprawy po uszkodzeniu. Jeśli na powierzchni stopu występują defekty, takie jak wtrącenia tlenkowe, integralność powłoki zostanie naruszona i wystąpi lokalna korozja. Dlatego odporność na korozję brązu aluminiowego jest związana z procesem produkcyjnym.
Na odporność korozyjną brązu aluminiowego wpływa skład i struktura stopu. Odporność na korozję w wodzie morskiej jednofazowego stopu wzrasta wraz ze wzrostem zawartości aluminium. Odporność na korozję jest najlepsza, gdy binarny brąz aluminiowy zawiera 8%-9% aluminium. Szybkość korozji stopu wielofazowego a+B jest większa niż stopu jednofazowego. Struktura martenzytyczna stopu Cu-Al o składzie eutektoidalnym (11,9% aluminium) jest bardziej odporna na korozję w wodzie morskiej niż struktura perlitu, ponieważ faza Y2 (anoda) wytrąca się z powodu dużej zawartości aluminium podczas powolnego chłodzenia, co powoduje korozję odaluminiacyjną tendencja. Gdy zawartość aluminium jest większa niż 11,5%, tendencja do odluminowania stopu Cu-Al wzrasta.
Brąz aluminiowy jest stabilny w wodzie słodkiej i morskiej, a nawet w wodach mineralnych jest odporny na korozję. Jest bardzo stabilny w parze o wysokiej temperaturze powyżej 300 stopni. Mieszanka pary i powietrza nie ma wpływu na korozję brązu aluminiowego.
W środowisku kwaśnym brąz aluminiowy ma wysoką odporność na korozję. Jest bardzo odporny na korozję w kwasie siarkowym, nawet przy wysokich stężeniach (około 75%) i w wyższych temperaturach; jest również wysoce odporny na korozję w rozcieńczonym kwasie solnym, ale nie w wyższych stężeniach (20%) lub w wyższych temperaturach. Stabilny; nie jest odporny na korozję w kwasie azotowym; ale jest odporny na korozję w rozcieńczonych roztworach kwasu fosforowego, kwasu octowego, kwasu cytrynowego i innych kwasów organicznych.
W roztworach alkalicznych zasady mogą rozpuścić warstwę ochronną, powodując poważną korozję brązu aluminiowego. Brąz aluminiowy o dużej zawartości aluminium ma tendencję do korozji naprężeniowej, głównie na skutek segregacji aluminium na granicach ziaren, co powoduje selektywność wzdłuż granic ziaren. Utlenianie sprzyja zniszczeniu warstwy tlenkowej pod wpływem stresu. Dodatek mniej niż 0,35% Sn lub wyżarzanie w niskiej temperaturze może skutecznie zapobiec jego tendencji do korozji.
3. Brąz krzemowy
Powszechnie stosowane brązy krzemowe obejmują niską zawartość krzemu (1% ~ 2%) i wysoką zawartość krzemu (2,5% ~ 3%). Ten pierwszy ma podobne właściwości mechaniczne do mosiądzu 70Cu-30Zn i łatwo ulega odkształceniu podczas obróbki na zimno, a jego odporność na korozję jest podobna do odporności na korozję czystej miedzi; ta ostatnia ma wysoką wytrzymałość i lepszą odporność na korozję niż czysta miedź, a brąz o wysokiej zawartości krzemu często zawiera 1%. Największą zaletą brązu krzemowego Mn są jego doskonałe właściwości odlewnicze i spawalnicze. Często wykorzystuje się go do produkcji zbiorników magazynowych i innego sprzętu chemicznego pracującego pod ciśnieniem. Brąz krzemowy nie iskrzy przy uderzeniu i dlatego szczególnie nadaje się do stosowania w obszarach zagrożonych wybuchem.
