1. Общие коррозионные характеристики латуни.
Латунь представляет собой сплав меди и цинка, в котором цинк является основным элементом сплава. Его называют латунью из-за желтого цвета. По типу и содержанию добавляемых легирующих элементов латунь можно разделить на три категории: латунь однофазная, латунь сложнофазная и латунь специальная. При содержании цинка менее 36% образуется однофазный твердый раствор, поэтому однофазную латунь еще называют латунью. При содержании цинка 36%-45% он становится +сложнофазной латунью. Когда содержание цинка превышает 45%, фазы слишком много, он хрупкий и не имеет практической ценности. Специальная латунь изготавливается на основе Cu-Zn с добавлением Sn, Mn, Al, Fe, Ni, Si, Pb и других элементов.
Латунь очень медленно корродирует в атмосфере, скорость коррозии в чистой пресной воде невелика ({{0}}.0025-0.025мм/год), а в морской воде скорость коррозии несколько выше ( 0.0075-0.1мм/год). Фторид в воде мало влияет на коррозию латуни, больший эффект оказывает хлорид, а серьезный эффект оказывает йодид. В воде, содержащей такие газы, как O2, CO2, H2S, SO2, NH3 и т. д., скорость коррозии латуни резко возрастает. Чрезвычайно легко подвергается коррозии минеральная вода, особенно вода, содержащая Fe2(SO4)3. Он вызывает серьезную коррозию в азотной и соляной кислоте, медленно корродирует в серной кислоте и устойчив к коррозии в растворе NaOH. Латунь обладает лучшей устойчивостью к ударной коррозии, чем чистая медь.
Специальная латунь имеет лучшую коррозионную стойкость, чем обычная латунь. Добавление около 1% Sn в латунь может значительно снизить обесцинковывающую коррозию латуни и улучшить коррозионную стойкость в морской воде; добавление около 2% Pb в латунь может повысить ее износостойкость, что значительно снижает скорость ее коррозии в текущей морской воде. Чтобы предотвратить обесцинковывающую коррозию, можно также добавить небольшое количество As, Sb и P (0.02%~0.05%). ; латунь военно-морского флота содержит 0,5–1,0% Mn, что повышает прочность и обладает хорошей коррозионной стойкостью. . В латуни, содержащих 65% Cu и 55% Cu, для замены части Zn используется 12%-18% Ni. Поскольку цвет серебристо-белый, его называют мельхиором или немецким серебром. Этот сплав обладает превосходной коррозионной стойкостью в солях, щелочах и неокисляющих кислотах. В то же время, поскольку большое количество Ni замещает 2n, явления обесцинкования не происходит. В дополнение к вышеперечисленным коррозионным характеристикам латунь также подвержена двум важным формам коррозии, а именно обесцинковой коррозии и коррозии под напряжением.
2. Коррозионное растрескивание латуни под напряжением.
Факторы, влияющие на коррозионное растрескивание латуни под напряжением, включают коррозионную среду, напряжение, состав сплава и организационную структуру. Определенный сплав будет корродировать и растрескиваться только в определенных средах и определенных условиях напряжения.
(1) Коррозионная среда
Латунь под действием растягивающего напряжения может вызвать коррозию под напряжением во всех аммиакосодержащих (или NH4+) средах, а также в атмосфере, морской воде, пресной воде, воде при высокой температуре и высоком давлении, а также в водяном паре. Например, растрескивание латунных гильз пуль во время летнего сезона дождей (также известное как сезонное растрескивание) является типичным примером коррозионного растрескивания латуни под напряжением. Кроме того, морфология коррозионного растрескивания латуни под напряжением делится на межкристаллитную и транскристаллитную. В пленкообразующем растворе преимущественно происходит межзеренное разрушение, а в непленкообразующем растворе преимущественно происходит транскристаллическое разрушение. Обычно полагают, что механизм коррозионного растрескивания латуни под напряжением заключается в том, что в пленкообразующем растворе на поверхности латуни образуется слой пленки оксида меди с низкой вязкостью. Под действием напряжений и деформаций пленка закиси меди подвергается хрупкому растрескиванию, а затем образуется на границах зерен. После того, как эта пленка станет хрупкой, трещина распространится на основной металл и остановится за счет проскальзывания, подвергая кончик трещины воздействию коррозионного раствора. Впоследствии произойдет межкристаллитное проникновение, образование пленки, хрупкое растрескивание и расширение трещин. Этот процесс повторяется. , в конечном итоге образуя ступенчатый прерывистый перелом. В растворе, не образующем пленку, напряжение приводит к преимущественному растворению выступающих дислокаций на поверхности латуни, вызывая распространение трещин по пути с наибольшей плотностью дислокаций и вызывая разрушение. В латуни с низким содержанием цинка дислокации имеют преимущественно форму ячеек, а границы зерен являются областями максимальной плотности дислокаций, поэтому разрушения происходят по кристаллической форме. В латуни с высоким содержанием цинка дислокации имеют преимущественно плоскую форму, а дефекты упаковки являются областями максимальной плотности дислокаций, поэтому происходит транскристаллитное разрушение. Кроме того, поскольку атомы цинка под напряжением сегрегируют на дислокациях и повышают активность дислокаций, скорость роста трещины будет увеличиваться с увеличением содержания цинка.
Экспериментальные исследования показывают, что среди атмосфер промышленная атмосфера с наибольшей вероятностью вызывает коррозионное растрескивание латуни под напряжением и имеет самый короткий срок службы разрушения; сельская атмосфера является второй по вероятности, а морская атмосфера оказывает наименьшее влияние. Такое различное воздействие на атмосферную среду вызвано разницей в содержании SO2 в атмосфере (промышленная атмосфера содержит больше всего SO2, сельская атмосфера содержит меньше SO2, а морская атмосфера почти не содержит SO2).
Короче говоря, веществами, вызывающими коррозионное растрескивание латуни под напряжением, являются в основном аммиак и вещества, которые могут выделять аммиак, или сульфиды. Среди них признана роль аммиака, тогда как роль сульфида неясна. Кроме того, пар, кислород, SO2, CO2 и CN- оказывают ускоряющее воздействие на коррозию под напряжением.
(2) Стресс
Растягивающее напряжение является необходимым условием коррозионного растрескивания латуни. Чем больше растягивающее напряжение, тем больше коррозионное растрескивание под напряжением.
Чем выше чувствительность. Использование низкотемпературного отпуска для устранения остаточных растягивающих напряжений может защитить латунь от коррозионного растрескивания под напряжением.
(3) Состав и структура сплава
Чем выше содержание цинка в латуни, тем выше ее склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением. Что касается низкого содержания цинка, то коррозия под напряжением не произойдет. Это связано со свойствами среды. Например, латунь с содержанием цинка менее 20% обычно не вызывает коррозию под напряжением в естественной среде, тогда как латунь с низким содержанием цинка в аммиачной воде также вызывает коррозионное растрескивание под напряжением.
Влияние других элементов сплава на коррозию под напряжением: кремний может эффективно предотвратить коррозионное растрескивание латуни под напряжением. Si и Mn могут улучшить стойкость + и латуни к коррозии под напряжением. В условиях аммиачной атмосферы Si, As, Ce, Mg и другие элементы улучшают коррозионную стойкость латуни. В атмосферных условиях Si, Ce, Mg и другие элементы улучшают коррозионные характеристики под напряжением. Результаты промышленных испытаний на воздействие атмосферы показывают, что добавление Ai.Ni и Sn в сплавы Cu-Zn может снизить склонность к коррозии под напряжением.
