Brass este un aliaj de cupru-zinc utilizat pe scară largă, cunoscut pentru proprietățile sale mecanice excelente, formabilitate bună și aspect atractiv. În calitate de furnizor de aliaj de aramă de încredere, am fost martor la diferitele aplicații de alamă în industrii precum arhitectură, instalații sanitare, electrice și auto. Cu toate acestea, o problemă care se referă adesea la clienții noștri este coroziunea aliajelor de aramă. Înțelegerea mecanismelor de coroziune a alamă este crucială pentru asigurarea performanței pe termen lung și durabilității produselor din alamă. În acest blog, vom aprofunda principalele mecanisme de coroziune ale aliajelor de aramă.
Coroziunea generală
Coroziunea generală, cunoscută și sub denumirea de coroziune uniformă, este cel mai frecvent tip de coroziune în aliajele de aramă. Apare atunci când întreaga suprafață a alamă este atacată uniform de mediul coroziv. În prezența umidității și oxigenului, un strat subțire de oxid de cupru și oxid de zinc se formează pe suprafața alamă. Acest strat inițial de oxid poate acționa într -o oarecare măsură ca o barieră de protecție. Cu toate acestea, în medii agresive, cum ar fi cele cu umiditate ridicată, soluții acide sau alcaline, sau prezența anumitor săruri, stratul de oxid poate fi defalcat, iar procesul de coroziune continuă.
Reacțiile chimice implicate în coroziunea generală a alamă sunt complexe. De exemplu, într -un mediu acid, zincul din alamă reacționează cu ioni de hidrogen ((H^+)) conform ecuației următoare:
[Zn+ 2h^+ \ dreapta Zn^{2+}+ h_2 \ uparrow]
Cuprul din alamă poate reacționa, de asemenea, cu oxigen și acizi, formând săruri de cupru. Rata de coroziune generală depinde de mai mulți factori, inclusiv de compoziția aliajului de aramă, de pH -ul mediului, temperatura și prezența altor contaminanți.
Pentru a preveni coroziunea generală, pot fi aplicate tratamente de suprafață, cum ar fi placarea, pictura sau pasivarea. Aceste tratamente pot oferi un strat de protecție suplimentar pe suprafața alamă, reducând contactul dintre alamă și mediul coroziv.
Dezincification
Dezincificarea este un mecanism unic și semnificativ de coroziune în aliajele de aramă. Este un proces selectiv de coroziune în care zincul este îndepărtat în mod preferențial din alamă, lăsând în urmă un strat poros, bogat de cupru. Acest proces are loc în principal în aliaje de aramă cu un conținut relativ ridicat de zinc (de obicei peste 15%) în prezența apei și a unui electrolit.
Există două tipuri de dezincificare: dezincificare de tip plug - de tip de tip de tip. Dezincificarea de tip plug - de tip apare ca zone localizate de coroziune, în timp ce dezincificarea de tip strat apare ca un strat continuu pe suprafața alamă.
Forța motrice a dezincificării este diferența potențialului electrochimic dintre cupru și zinc. Zincul este mai activ electrochimic decât cuprul, deci într -un mediu coroziv, atomii de zinc tind să se dizolve în soluție ca ioni de zinc ((Zn^{2+})), lăsând în urmă cupru. Reacția poate fi reprezentată ca:
[Zn \ dreapta Zn^{2 +} +2e^-]
Electronii eliberați în timpul dizolvării zincului sunt consumați prin reducerea oxigenului sau a altor agenți de oxidare în soluție.
Dezincificarea poate reduce semnificativ proprietățile mecanice ale produselor din alamă, ceea ce le face fragile și predispuse la eșec. Pentru a atenua dezincificarea, pot fi utilizate aliaje de alamă scăzute cu zinc sau elemente de aliere, cum ar fi arsenic (AS), antimoniu (SB) sau fosfor (P) pot fi adăugate la alamă. Aceste elemente pot inhiba procesul de dezincificare prin formarea unui film de protecție pe suprafața alamă.
Cracarea coroziunii stresului (SCC)
Cracarea de coroziune a stresului este un mecanism complex de coroziune care apare atunci când un aliaj de aramă este expus unui mediu coroziv specific, în timp ce este sub stres la tracțiune. Combinația de stres și coroziune poate duce la inițierea și propagarea fisurilor în alamă, ceea ce poate provoca în cele din urmă eșecul componentei.
Stresul necesar pentru SCC poate fi fie tensiune externă, cum ar fi stresul aplicat în timpul procesului de fabricație sau de instalare, fie de stres intern, cum ar fi stresul rezidual din cauza funcționării la rece sau a tratamentului termic. Mediul coroziv pentru SCC de aramă conține adesea amoniac sau amoniac - compuși care conțin, precum și anumite săruri și acizi.
Mecanismul SCC în alamă implică adsorbția speciilor corozive pe suprafața alamă, care slăbește legăturile atomice la vârful fisurii. Stresul determină apoi să se propage fisura prin material. Odată ce fisura atinge o dimensiune critică, componenta poate eșua brusc.
Pentru a preveni SCC, este important să se reducă nivelul de stres în componentele din alamă. Acest lucru poate fi obținut printr -un design adecvat, un tratament termic pentru ameliorarea stresului rezidual și evitarea utilizării alamă în medii care conțin amoniac sau alte substanțe chimice agresive.
Coroziune galvanică
Coroziunea galvanică apare atunci când două metale sau aliaje diferite sunt în contact electric în prezența unui electrolit. În cazul alamă, dacă este în contact cu un metal mai nobil (cum ar fi oțelul inoxidabil) sau un metal mai puțin nobil (cum ar fi aluminiul) într -un mediu coroziv, se formează o celulă galvanică.
Metalul mai activ (anodul) va coroda în mod preferențial, în timp ce metalul mai nobil (catodul) va fi protejat. De exemplu, dacă alama este în contact cu aluminiul într -un mediu de apă sărată, aluminiul va acționa ca anod și se va coroda, în timp ce alama va acționa ca catod și va fi protejat.
Rata de coroziune galvanică depinde de mai mulți factori, inclusiv de diferența potențialului electrochimic dintre cele două metale, raportul de zonă al anodului și catodul, conductivitatea electrolitului și temperatura. Pentru a preveni coroziunea galvanică, pot fi luate măsuri precum izolarea celor două metale unul de celălalt, utilizarea acoperirilor sau garniturilor pentru a le separa sau utilizarea anodurilor de sacrificiu.
Aplicații și considerații de coroziune
Aliajele de aramă sunt utilizate într -o gamă largă de aplicații, iar diferite aplicații se pot confrunta cu provocări diferite de coroziune. De exemplu,Tub în formă de alamăşiTub rotund din aramăsunt utilizate frecvent în sistemele de instalații sanitare. În aceste aplicații, tuburile de alamă sunt expuse la apă, care pot conține diferite săruri și gaze dizolvate. Prin urmare, prevenirea coroziunii generale și a dezincificării este crucială pentru a asigura performanța pe termen lung a tuburilor.
Tija în formă de alamăeste adesea utilizat în aplicații mecanice și electrice. În aplicațiile mecanice, tijele de aramă pot fi supuse stresului, astfel încât trebuie luată în considerare fisurarea coroziunii la stres. În aplicațiile electrice, tijele de aramă trebuie să mențină o conductivitate electrică bună, iar coroziunea poate afecta conductivitatea materialului.
Concluzie
În calitate de furnizor de aliaje de aramă, am înțeles importanța rezistenței la coroziune în produsele din alamă. Înțelegând diferitele mecanisme de coroziune ale aliajelor de aramă, putem oferi clienților noștri soluții adecvate pentru a preveni coroziunea și a asigura calitatea și durabilitatea produselor noastre.
Dacă sunteți interesat de produsele noastre din aliaj de aramă sau aveți întrebări cu privire la prevenirea coroziunii, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați pentru discuții suplimentare și potențiale achiziții. Ne -am angajat să vă oferim aliaje de alamă de înaltă calitate și asistență tehnică excelentă.
Referințe
- Uhlig, HH, & Revie, RW (1985). Coroziunea și controlul coroziunii: o introducere în știința coroziunii și inginerie. John Wiley & Sons.
- Fontana, MG (1986). Inginerie de coroziune. McGraw - Hill.
- Davis, Jr (ed.). (2001). Aliaje de cupru și cupru. ASM International.
