Корозійна стійкість бронзи
Бронза — загальний термін для всіх мідних сплавів, крім латуні та білої міді. Зазвичай її називають відповідно до першого основного доданого елемента, наприклад, олов’яна бронза, алюмінієва бронза, кремнієва бронза, марганцева бронза тощо. У порівнянні з латунню бронза має вищу міцність і стійкість до корозії. У деяких середовищах бронза має гіршу стійкість до корозії, ніж біла мідь. Як корозійно-стійкі конструкційні матеріали більш практичними є олов’яна бронза, алюмінієва бронза та кремнієва бронза. Характеристики корозійної стійкості цих трьох сплавів представлені нижче. \
1. Олов'яна бронза
Існує три найпоширеніші олов’яні бронзи з вмістом олова 5%, 8% і 10% відповідно. Їх корозійна стійкість підвищується зі збільшенням вмісту олова. Її механічні властивості, зносостійкість і здатність до лиття кращі, ніж у чистої міді, а її стійкість до корозії також вища, ніж у міді.
Олов'яна бронза має хорошу стійкість до корозії в атмосфері. В атмосфері на поверхні олов'яної бронзи утворюється щільна плівка діоксиду олова. Зі збільшенням вмісту олова плівка діоксиду олова стає щільнішою та товщою, а стійкість до корозії краща. . Швидкість корозії сплаву Cu{0}}Sn в атмосфері становить лише 0,00015 ~0,002 мм/рік, і він також дуже стійкий до корозії в прісній воді та морській воді (<0.05mm/year).
Він також має хорошу корозійну стійкість у розбавлених неокислювальних кислотах і сольових розчинах; але в розчинах азотної кислоти, соляної кислоти та аміаку вона не така стійка до корозії, як чиста мідь.
Бронза з високим вмістом олова (8%~10%) має високу корозійну стійкість. Олов'яна бронза не схильна ні до корозійного розтріскування під напругою, ні до детинової корозії.
Оскільки олов’яна бронза має гарну зносостійкість, її в основному використовують для виробництва насосів, клапанів, шестерень, підшипників, кранів та інших деталей, які потребують стійкості до зносу та корозії.
2. Алюмінієва бронза
Вміст алюмінію зазвичай становить від 9% до 10%, іноді додають Fe, Mn, Ni та інші елементи. Його ливарні властивості не такі хороші, як у олов’яної бронзи, але його міцність і стійкість до корозії вищі, ніж у олов’яної бронзи.
Висока корозійна стійкість алюмінієвої бронзи в основному зумовлена утворенням щільної та міцно зчепленої змішаної оксидної захисної плівки міді та алюмінію на поверхні сплаву, яка має здатність до самовідновлення після пошкодження. Якщо на поверхні сплаву є такі дефекти, як оксидні вкраплення, цілісність плівки порушиться і виникне локальна корозія. Таким чином, корозійна стійкість алюмінієвої бронзи пов’язана з процесом виробництва.
На корозійну стійкість алюмінієвої бронзи впливає склад і структура сплаву. Стійкість однофазного сплаву до морської води до корозії зростає зі збільшенням вмісту алюмінію. Стійкість до корозії найкраща, коли бінарна алюмінієва бронза містить 8%-9% алюмінію. Швидкість корозії багатофазного сплаву a+B вища, ніж однофазного сплаву. Мартенситна структура сплаву Cu-Al з евтектоїдним складом (11,9% алюмінію) є більш стійкою до корозії морською водою, ніж структура перліту, оскільки фаза Y2 (анод) виділяється через високий вміст алюмінію під час повільного охолодження, що призводить до деалюмінованої корозії. тенденція. Коли вміст алюмінію перевищує 11,5%, тенденція деалюмінування сплаву Cu-Al збільшується.
Алюмінієва бронза стабільна в прісній і морській воді і навіть стійка до корозії в мінеральних водах. Він дуже стабільний у високій температурі пари вище 300 градусів. Суміш парів і повітря не впливає на корозію алюмінієвої бронзи.
У кислому середовищі алюмінієва бронза має високу корозійну стійкість. Він дуже стійкий до корозії в сірчаній кислоті, навіть при високих концентраціях (близько 75%) і при більш високих температурах; він також має високу корозійну стійкість у розведеній соляній кислоті, але не при вищих концентраціях (20%) або при вищих температурах. стабільний; не стійкий до корозії в азотній кислоті; але стійкий до корозії в розбавлених розчинах фосфорної кислоти, оцтової кислоти, лимонної кислоти та інших органічних кислот.
У лужних розчинах луг може розчиняти захисну плівку, спричиняючи сильну корозію алюмінієвої бронзи. Алюмінієва бронза з високим вмістом алюмінію має тенденцію до корозії під напругою, головним чином через сегрегацію алюмінію на межах зерен, що викликає вибірковість уздовж меж зерен. Окислення сприяє руйнуванню оксидної плівки при напрузі. Додавання менше ніж 0.35% Sn або низькотемпературний відпал можуть ефективно запобігти схильності до корозії.
3. Кремнієва бронза
Зазвичай використовувані кремнієві бронзи містять низький вміст кремнію (1%~2%) і високий вміст кремнію (2,5%~3%). Перша має схожі механічні властивості з латунню 70Cu-30Zn і легко деформується під час холодної обробки, тоді як її стійкість до корозії подібна до стійкості чистої міді; остання має високу міцність і кращу стійкість до корозії, ніж чиста мідь, а бронза з високим вмістом кремнію часто містить 1% Найбільшою перевагою кремнієвої бронзи Mn є її відмінні ливарні та зварювальні властивості. Його часто використовують для виготовлення резервуарів для зберігання та іншого хімічного обладнання, яке працює під тиском. Силіконова бронза не іскрить під час удару, тому особливо підходить для використання у вибухонебезпечних зонах.
