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黃銅脫鋅腐蝕為哪般?

2020-05-19 15:51:52 

黃銅由于具有良好的力學性能、工藝性能、導電導熱性能與耐蝕性能,廣泛應用于機械設備制造中,如換熱器銅管、汽車水箱等。但黃銅在使用過程中存在選擇性腐蝕——脫鋅現象。

不銹鋼脫鋅腐蝕

某公司生產的三角閥在使用過程中發生斷裂,材料為H57-4,從斷裂宏觀形貌可見,斷裂位于螺紋處,斷口附近未見明顯塑性變形,局部內表面可見機械損傷。

三角閥斷口分析試件

螺栓斷口宏觀試件

采用掃描電子顯微鏡和能譜儀對斷口進行形貌及微區成分分析,斷面可見沿晶形貌,表面存在覆蓋物,經能譜分析除基體元素外主要為O。

斷口金相情況觀察

對斷口附近金相分析發現,斷面附近拋光態可見存在脫鋅現象及分支裂紋,腐蝕態可見裂紋大部分沿β相擴展。

斷口機械劃傷金相分析

斷口機械劃傷機體外露


斷口附近內表面機械劃傷處可見基體外露

脫鋅層腐蝕

根據“GB/T10119-2008”規定,選取H57-4和H59-1兩種材料在10g/L的氯化銅溶液中進行24小時脫鋅腐蝕試驗,試驗后兩種材料金相組織見下圖。可見兩種材料均發生較嚴重的脫鋅腐蝕現象,其中H57-4脫鋅呈平均厚度為216μm,H59-1脫鋅層平均厚度為148μm。

脫鋅層腐蝕后金相組織

從上述案例及試驗可以看出,黃銅在合金結構和外部環境共同作用下發生脫鋅腐蝕十分普遍。從相組成來看,含鋅量大于20%的單向α黃銅,脫鋅后留下多孔銅;α+β雙相黃銅的脫鋅,首先從β相開始,β相完全轉變為疏松的銅后,再擴展到α相;同時黃銅中鋅含量越高,越容易產生脫鋅現象。從環境介質來看,黃銅脫鋅不僅在中性海水、河水、工業水中發生,也能在酸性較強的介質及堿性介質中發生。

因此,防止黃銅脫鋅腐蝕的措施主要從冶金及環境方面入手。冶金方面通過添加砷、硼、稀土等合金元素提高抗脫鋅能力,或采用鋅含量較低的紅黃銅。改善腐蝕環境如采取陰極保護、降低介質浸蝕性、添加緩蝕劑等。

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