实海暴露黄铜脱锌腐蚀行为及抑制脱锌机理研究

采用金相－扫描电子显微镜和电子探讨Ｘ射线能谱成分分析方法研究了黄铅实海暴露脱锌腐蚀特征及抑制机理。通过对长期实海暴露试样的腐蚀产物和合金基体进行成分分析及形貌观察,研究表明加Ａｓ的Ｈ６８Ａ黄铜晶界优先发生脱锌腐蚀,而加Ｓｎ后,由于-了晶界,　大大提高了单相α黄铜(HSn70-1A)的耐蚀性能.而对双相HSn70-1A黄铜,添加Sn,可在一定程度上抑制脱锌,但并不足以阻止腐蚀沿β相之间的α相晶界的连通.     

黄铜脱锌腐蚀行为特征的电子探针分析

黄铜脱锌作为一种选择性腐蚀现象给生产和生活带来很大的安全隐患.添加一些合金元素可以改善脱锌现象,改善黄铜的耐腐蚀性能.使用岛津电子探针EPMA测试了某种含锡的黄铜,表征了其脱锌腐蚀行为特征,以及添加的合金元素锡的分布特征及其在提高黄铜耐腐蚀性能方面的作用,即脱锌腐蚀首先发生在暴露于基体表面的β相晶粒,然后通过晶界和相界...     

无铅环保硅黄铜的耐蚀性能

通过添加Si和A1代替HPb59-1铅黄铜的Pb,采用锌含量法调控相组成,结合XRD、SEM和XPS等分析方法研究合金元素及其决定的相组成对无铅环保硅黄铜耐蚀性能的影响。结果表明:随着Zn含量增加,合金相组成由α+β、β转变到β+γ,基于脱锌层厚度可得这三类合金的抗脱锌能力由大到小依次为β、α+β、β+γ。在α+β和β+γ型黄铜腐蚀过程中,β相作为阳极优先被腐蚀,随后为α相和γ相。添加Si、Al、B和RE等元素后,所有合金的脱锌层厚度均在200μm以下,其中Zn含量为46.2%的合金脱锌层厚度仅为92.4μm,远优于HPb59-1铅黄铜的。无铅硅黄铜的脱锌腐蚀表层氧化膜主要由Cu_2O、CuO、SiO_2和Al_2O_3组成,A1和Si元素的添加提高了无铅硅黄铜的耐脱锌腐蚀能力。     

黄铜脱锌腐蚀的研究进展

综述了黄铜脱锌腐蚀的优先溶解和溶解-再沉积机制、双空位机制和渗流模型,介绍了抑制黄铜脱锌腐蚀的方法以及微量砷、硼元素对抑制黄铜脱锌腐蚀的作用。重点叙述了微量稀土元素在抑制黄铜脱锌腐蚀中的作用机理和其具有的发展前景。     

镁钙黄铜组织及性能的研究

利用OM、SEM、EDS、XRD等分析手段对镁钙黄铜组织性能进行研究,结果表明,少量的镁钙细化黄铜晶粒组织。增加镁钙含量,晶粒组织变得粗大;合金由α相和β相双相变为α相、β相和Cu2Mg、Ca Cu四相,受第二相粒子的影响,切屑先变小后变大,硬度逐渐增加,电导率逐渐减小。镁钙黄铜为脱锌腐蚀,腐蚀前期,合金元素可优先占据阳极锌溶解产生的双空位,阻碍锌的扩散,提高耐蚀性;但镁钙的腐蚀电位低,其含量的增加,易形成微电池腐蚀,降低合金耐蚀性。综合本试验得出含0.61%镁钙的黄铜组织性能最佳。     

硼对70／30黄铜腐蚀性能的影响

近来发现在 HSn70-1A 黄铜中加痕量硼制成的冷凝管,在热电厂装机运行其耐蚀性能有明显的改善。实验室初步研究未发现加极微量硼会提高黄铜基材的耐蚀能力,因而把现场试验结果归因于退火后形成表面膜的贡献。Toivanen 用俄歇能谱及正电子湮没研究了硼在黄铜腐蚀过程中的作用,认为硼能占据脱锌后产生的空位,阻止锌原子迁移,从而有效地减小脱锌速度及脱锌层厚度起伏。本工作通过在含砷及不含砷的70/30黄铜中加不同量的硼,探索硼对其耐蚀性能影响、寻找最佳含量,以期发展出比现行加砷黄铜更耐蚀的合金。     

P对HAl77-2铝黄铜耐腐蚀性的影响

为提高HAl77-2铝黄铜在海水和工业冷却水中的耐蚀性,添加微量的P制成合金。运用电化学工作站、金相显微镜、SEM、EDS等设备通过极化曲线分析、脱锌层深度、观察脱锌层形貌、能谱分析,研究了P元素的添加对铝黄铜合金腐蚀行为的影响。结果表明,铝黄铜中加入P极大地提高铝黄铜的极化电阻,从而减小了腐蚀电流,减缓了腐蚀的进行;P可显著提高铝黄铜的耐脱锌腐蚀性能。     

砷抑制黄铜脱锌的机理研究

采用浸泡法、电化学和表面分析技术研究了砷对 H62和 H68黄铜脱锌的抑制作用。合金元素砷对两种黄铜有抑制作用.脱锌深厦 D 与含砷量 C 有如下经验关系:D=D/(I BC~n)。电镀砷抑制效果不如合金砷,溶液中砷离子对脱锌无影响。XPS 确定含砷黄铜腐蚀产物膜组成为 CuCl。合金砷的作用可能是改变阴伋反应过电位,有利于黄铜表面生成 CuCl 保护膜。     

热处理工艺对无铅黄铜腐蚀行为的影响

通过向Cu-Zn二元合金中添加高锌当量的铝、镁、硅元素,采用普通铸造法制备了以β相为基体的无铅黄铜,并对其进行670℃×3h固溶,油淬后进行270℃×2h时效,考察了所制备合金在热处理前后的腐蚀行为。结果表明,热处理态的无铅黄铜腐蚀电流密度与脱锌腐蚀速率减小,24h后的脱锌腐蚀层厚度仅为118μm,耐腐蚀性能良好。     

微量铟对稀土铝黄铜腐蚀性能的影响

采用失重法、X射线衍射法、电化学测试、扫描电镜等手段对比分析研究了铈铝黄铜和添加微量铟的新型铝黄铜的耐蚀性能。结果表明,铈铝黄铜的平均腐蚀速率为7.3×10-3 mm/a,新型铝黄铜的腐蚀速率为6.7×10-3mm/a。添加铟后能大幅度提高极化电阻,从而减小了腐蚀电流密度,耐腐蚀性能进一步得到提高;铟的加入改善了膜的结构,含In铈铝黄铜在NaCl(3.5%)溶液中腐蚀后表面形成了一层致密、完整的腐蚀产物膜,一定程度地抑制了脱锌;铟能减少锌的析氢反应,从而进一步抑制了黄铜的脱锌腐蚀。因此微量铟的加入可以改善稀土铝黄铜的腐蚀性能。     

脉冲电压对黄铜合金耐蚀性能的影响机制

为探究脉冲电压对高锌二元黄铜合金耐蚀性能的影响,通过对黄铜合金熔体施加不同电压的电脉冲处理,制备了黄铜合金试样。采用电化学工作站、扫描电镜和X射线衍射技术等研究了电脉冲处理前后黄铜合金试样的电化学性能和腐蚀层厚度。结果表明:电脉冲处理可有效降低黄铜合金的平均晶粒尺寸,显著提高其耐蚀性能。黄铜合金试样的容抗弧直径由未处理时的741.1μm提高到经500 V处理的2898.0μm,自腐蚀电位由未处理时的-0.2719 V提高到-0.2378 V,自腐蚀电流密度由未处理时的6.3147×10~(-6) A·cm~(-2)降低到4.6971×10~(-7) A·cm~(-2),腐蚀层厚度由未处理时的49.8μm降低到30.8μm。     

西沙严酷海洋大气环境下紫铜和黄铜的腐蚀行为

通过现场暴晒实验,研究T2紫铜和H62黄铜在西沙海洋大气环境下分别暴晒3/4、1、2、和4 a的长周期腐蚀行为。利用SEM观察表面、截面腐蚀产物以及去除腐蚀产物后的腐蚀形貌,并分别用EDS及XRD对腐蚀产物的元素分布及相组成进行分析。结果表明,紫铜和黄铜均发生了严重的腐蚀,4 a内其平均腐蚀速度分别为5.90和5.88μm/a;紫铜表面发生了均匀腐蚀,腐蚀产物由内层致密的Cu2O及外层的Cu2Cl(OH)3组成;黄铜发生了明显的脱锌腐蚀,腐蚀产物主要为ZnO和Zn5(OH)8Cl2.2H2O,腐蚀产物层下的基体为20~50μm厚度不等的脱锌层。     

用废料制备无铅硅黄铜及其耐脱锌腐蚀性能研究

为了降低生产成本,以H65、QSn6.5-1、BZn18-26废料作原料制作了环保型无铅硅黄铜。采用扫描电镜和能谱分析研究了无铅硅黄铜在CuCl_2水溶液中的脱锌腐蚀行为以及合金元素对其耐脱锌腐蚀性能的影响。结果表明,无铅硅黄铜的平均脱锌层深度和腐蚀速度均小于HPb59-1铅黄铜,也即其耐脱锌腐蚀性能优于HPb59-1铅黄铜。Si含量增加会降低硅黄铜的耐脱锌腐蚀性能;加入微量元素Sn和Al有一定的阻碍锌溶解的作用。     

添加稀土铈对HSn70-1冷凝管耐蚀性能的影响

采用拉伸试验、金相显微分析、经典腐蚀试验方法及阳极极化曲线的测定，研究了电厂用锡黄铜冷凝管的力学性能、组织和耐蚀性能。结果表明，添加适量的B、Ni、Mn、Ce等合金元素可提高HSn70-1AB的强度，耐蚀性能也进一步改善。     

无铅磷钙黄铜的组织与性能

通过熔铸方法,于中频感应炉中制备无铅磷钙黄铜铸锭,利用扫描电镜、电子能谱仪、电子万能试验机及卧式车床等手段,研究磷钙黄铜合金的显微组织和力学、切削及耐脱锌腐蚀性能,并结合切屑的形貌观察,分析金属间化合物对切削性能的改善作用。结果表明:磷、钙显著改变了黄铜的组织与性能,使得磷钙黄铜的组织由α相、β相和分布在晶界上及晶粒内的金属间化合物颗粒组成;无铅磷钙黄铜合金的主要成分(质量分数)为57%~60%Cu、40%Zn、0.7%P、0.5%Ca时,合金显示出优良的综合性能,其抗拉强度为362.7 MPa,伸长率为15.0%,布氏硬度为105.0HB,耐脱锌腐蚀深度为321.9μm,切削性能与铅黄铜HPb59-1相当。     

黄铜HSn70-1A、HA177-2A的抗冲刷能力比较研究

利用自制的冲刷腐蚀装置,对HSn70-1A、HA177-2A黄铜管进行冲刷试验,对实验数据进行曲线拟合.结果表明：HSn70-1A、HA177-2A的冲刷腐蚀率与Cl-浓度及含砂量均成抛物线关系.HSn70-1A黄铜较HA177-2A黄铜对Cl-更敏感, 更耐砂冲刷腐蚀;而HA177-2A黄铜较HSn70-1A黄铜更耐Cl-冲刷腐蚀.在低砂含量时,HA177-2A的抗冲刷腐蚀能力较HSn70-1A高;在高砂含量时,HA177-2A的抗冲刷腐蚀能力较HSn70-1A低.     

海军黄铜HSn62-1的长期大气腐蚀行为

通过在3种典型大气环境中进行为期20年的现场暴露试验,研究海军黄铜HSn62-1的腐蚀质量损失和力学性能损失,采用扫描电子显微镜和XRD观察和分析腐蚀外貌、横截面和腐蚀产物。结果表明:HSn62-1的长期大气腐蚀质量损失随暴露时间的关系遵循C=KT n,腐蚀质量损失在工业酸雨大气环境中最大,在海洋大气环境中最小;腐蚀速率在工业酸雨和海洋大气环境中随时间逐渐降低,而在半乡村大气中逐渐升高;暴露20年后,HSn62-1的力学性能损失在工业酸雨大气环境中最大,在半乡村环境中最小;HSn62-1在3种典型大气环境中均发生脱锌腐蚀,腐蚀产物主要为Cu2O和ZnO。     

Ni含量对无铅硅黄铜耐脱锌腐蚀性能的影响

传统黄铜中含有对人体和环境有害的Pb元素,选用无毒价廉的Si取代Pb,并添加一定量的Ni,采用熔铸法制备环境友好型无铅硅黄铜。借助OM、XRD及EDS等设备,研究不同Ni含量对无铅硅黄铜耐脱锌腐蚀性能的影响,并与传统铅黄铜HPb59-1进行比较。结果表明,在硅黄铜中添加Ni元素可以明显改善黄铜的耐脱锌腐蚀性能,Ni含量为0.3%时,合金的耐脱锌腐蚀性能最好。     

锡青铜阀门的铸造

锡青铜的耐蚀能力比黄铜高,因为锡青铜中没有或很少含有锌的成分,在腐蚀介质中没有像黄铜的脱锌腐蚀现象。所以如含锡较高的锡青铜10－2、含锡中等的锡青铜5—5－5和含锡较低的锡青铜3—7—5—1等牌号的合金,是广泛用作中低压耐蚀阀门的材料。     

电位对70/30黄铜在1N NaNO_2中的脱锌系数及应力腐蚀开裂敏感性的影响

用原子吸收光谱测定了在慢应变速率的应力腐蚀试验条件下,70/30黄铜在1当量亚硝酸钠水溶液中,电位范围—0.1～ 0.1V(SCE)内的脱锌系数。结果表明,所有试验都发生严重脱锌,但是,电位对脱锌系数和应力腐蚀开裂敏感性的作用影响相反:提高电位加速裂纹扩展,却降低了脱锌系数。应变速率的加快对增加脱锌系数的作用也随电位提高而减弱。在阳极溶解模型的基础上,采用快速应变电极测试的数据,理论计算得出的脱锌系数随电位和应变速率变化的趋势与实验结果相似。从而说明,尽管黄铜总的溶解速率随电位提高而增加(黄铜中的锌亦如此),加剧了开裂敏性,但是锌、铜溶解相对比率中铜溶解部份的递增造成脱锌系数下降。文章进一步讨论了与黄铜应力腐蚀机理有关的本结果涵义。