Коррозионная стойкость бронзы
Бронза — общий термин для всех медных сплавов, кроме латуни и белой меди. Обычно ее называют по первому основному добавляемому элементу, например, оловянная бронза, алюминиевая бронза, кремниевая бронза, марганцевая бронза и т. д. По сравнению с латунью бронза обладает более высокой прочностью и коррозионной стойкостью. В некоторых средах бронза обладает худшей коррозионной стойкостью, чем белая медь. В качестве коррозионностойких конструкционных материалов наиболее практичными являются оловянная бронза, алюминиевая бронза и кремниевая бронза. Характеристики коррозионной стойкости этих трех сплавов представлены ниже. \
1. Оловянная бронза
Обычно используются три оловянные бронзы с содержанием олова 5%, 8% и 10% соответственно. Их коррозионная стойкость возрастает с увеличением содержания олова. Его механические свойства, износостойкость и литейность лучше, чем у чистой меди, а ее коррозионная стойкость также выше, чем у меди.
Оловянная бронза обладает хорошей коррозионной стойкостью в атмосфере. На поверхности оловянной бронзы в атмосфере образуется плотная пленка диоксида олова. По мере увеличения содержания олова пленка диоксида олова становится все плотнее и толще, а коррозионная стойкость улучшается. . Скорость коррозии сплава Cu{{0}}Sn в атмосфере составляет всего 0,00015 ~0,002 мм/год, а также он очень устойчив к коррозии в пресной и морской воде (<0.05mm/year).
Он также обладает хорошей коррозионной стойкостью в разбавленных неокисляющих кислотах и растворах солей; но в азотной кислоте, соляной кислоте и растворах аммиака она не так устойчива к коррозии, как чистая медь.
Бронза с высоким содержанием олова (8–10%) обладает высокой стойкостью к ударной коррозии. Оловянная бронза не склонна ни к коррозионному растрескиванию под напряжением, ни к коррозии детина.
Поскольку оловянная бронза обладает хорошей износостойкостью, ее в основном используют для изготовления насосов, клапанов, шестерен, подшипников, кранов и других деталей, требующих износостойкости и коррозионной стойкости.
2. Алюминиевая бронза
Содержание алюминия обычно составляет от 9% до 10%, иногда добавляются Fe, Mn, Ni и другие элементы. Ее литейные свойства не так хороши, как у оловянной бронзы, но прочность и коррозионная стойкость выше, чем у оловянной бронзы.
Высокая коррозионная стойкость алюминиевой бронзы обусловлена главным образом образованием на поверхности сплава плотной и прочно прилегающей смешанной оксидной защитной пленки меди и алюминия, обладающей способностью самовосстанавливаться после повреждения. При наличии на поверхности сплава таких дефектов, как оксидные включения, целостность пленки будет нарушена и произойдет локальная коррозия. Следовательно, коррозионная стойкость алюминиевой бронзы связана с процессом производства.
На коррозионную стойкость алюминиевой бронзы влияют состав и структура сплава. Коррозионная стойкость однофазного сплава в морской воде увеличивается с увеличением содержания алюминия. Коррозионная стойкость является наилучшей, когда бинарная алюминиевая бронза содержит 8%-9% алюминия. Скорость коррозии многофазного сплава a+B выше, чем у однофазного сплава. Мартенситная структура сплава Cu-Al эвтектоидного состава (11,9% алюминия) более устойчива к коррозии в морской воде, чем перлитная структура, поскольку из-за высокого содержания алюминия при медленном охлаждении выделяется фаза Y2 (анод), что приводит к деалюминирационной коррозии. тенденция. Когда содержание алюминия превышает 11,5%, тенденция к деалюминированию сплава Cu-Al увеличивается.
Алюминиевая бронза стабильна в пресной и морской воде и даже устойчива к коррозии в минеральных водах. Он очень стабилен в паре при температуре выше 300 градусов. Смесь пара и воздуха не оказывает влияния на коррозию алюминиевой бронзы.
В кислых средах алюминиевая бронза обладает высокой коррозионной стойкостью. Он очень устойчив к коррозии в серной кислоте даже при высоких концентрациях (около 75%) и при более высоких температурах; он также обладает высокой коррозионной стойкостью в разбавленной соляной кислоте, но не при более высоких концентрациях (20%) или при более высоких температурах. Стабильный; не устойчив к коррозии в азотной кислоте; но устойчив к коррозии в разбавленных растворах фосфорной кислоты, уксусной кислоты, лимонной кислоты и других органических кислот.
В щелочных растворах щелочь может растворить защитную пленку, вызывая сильную коррозию алюминиевой бронзы. Алюминиевая бронза с высоким содержанием алюминия имеет склонность к коррозии под напряжением, главным образом, за счет сегрегации алюминия по границам зерен, что обуславливает селективность по границам зерен. Окисление способствует разрушению оксидной пленки под нагрузкой. Добавление менее 0,35% Sn или низкотемпературный отжиг может эффективно предотвратить склонность к коррозии.
3. Кремниевая бронза
Обычно используемые кремниевые бронзы включают низкий кремний (1–2%) и высокий кремний (2,5–3%). Первый имеет механические свойства, подобные латуни 70Cu-30Zn, легко деформируется при холодной обработке, а его коррозионная стойкость аналогична стойкости чистой меди; последняя имеет высокую прочность и лучшую коррозионную стойкость, чем чистая медь, а бронза с высоким содержанием кремния часто содержит 1%. Самым большим преимуществом кремниевой бронзы Mn являются ее превосходные свойства при литье и сварке. Его часто используют для изготовления резервуаров для хранения и другого химического оборудования, работающего под давлением. Кремниевая бронза не искрит при ударе и поэтому особенно подходит для использования во взрывоопасных зонах.
