مقاومة التآكل للبرونز

مقاومة التآكل للبرونز

البرونز هو مصطلح عام لجميع سبائك النحاس باستثناء النحاس والنحاس الأبيض. يتم تسميته بشكل عام وفقًا لعنصر الإضافة الرئيسي الأول، مثل برونز القصدير، برونز الألومنيوم، برونز السيليكون، برونز المنغنيز، إلخ. بالمقارنة مع النحاس، يتمتع البرونز بقوة أعلى ومقاومة للتآكل. في بعض البيئات، يتمتع البرونز بمقاومة للتآكل أسوأ من النحاس الأبيض. باعتبارها مواد هيكلية مقاومة للتآكل، فإن المواد الأكثر عملية هي برونز القصدير وبرونز الألومنيوم وبرونز السيليكون. يتم عرض خصائص مقاومة التآكل لهذه السبائك الثلاثة أدناه. \

1. القصدير البرونزي
هناك ثلاثة أنواع من برونز القصدير شائعة الاستخدام، حيث تبلغ محتويات القصدير 5% و8% و10% على التوالي. تزداد مقاومتها للتآكل مع زيادة محتوى القصدير. خواصه الميكانيكية، مقاومة التآكل وقابلية الصب أفضل من النحاس النقي، ومقاومته للتآكل أعلى أيضًا من النحاس.
يتمتع برونز القصدير بمقاومة جيدة للتآكل في الغلاف الجوي. يتكون فيلم كثيف من ثاني أكسيد القصدير على سطح برونز القصدير في الغلاف الجوي. مع زيادة محتوى القصدير، يصبح فيلم ثاني أكسيد القصدير أكثر كثافة وأكثر سمكًا، وتكون مقاومة التآكل أفضل. . معدل تآكل سبيكة Cu{{0}}Sn في الغلاف الجوي هو فقط 0.00015 ~0.002 مم/سنة، كما أنها مقاومة جدًا للتآكل في المياه العذبة ومياه البحر (<0.05mm/year).

كما أن لديها مقاومة جيدة للتآكل في الأحماض المخففة غير المؤكسدة والمحاليل الملحية؛ ولكن في محاليل حمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك والأمونيا، فهو ليس مقاومًا للتآكل مثل النحاس النقي.
يتمتع البرونز الذي يحتوي على نسبة عالية من القصدير (8%~10%) بمقاومة عالية للتآكل. برونز القصدير ليس عرضة للتشقق الناتج عن التآكل أو تآكل ديتين.
نظرًا لأن برونز القصدير يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل، فإنه يستخدم بشكل أساسي لتصنيع المضخات والصمامات والتروس والمحامل والمحابس والأجزاء الأخرى التي تتطلب مقاومة التآكل والتآكل.

2. برونز الألومنيوم
يتراوح محتوى الألومنيوم عادة من 9% إلى 10%، وفي بعض الأحيان تتم إضافة Fe وMn وNi وعناصر أخرى. خصائص الصب ليست جيدة مثل برونز القصدير، ولكن قوتها ومقاومتها للتآكل أعلى من برونز القصدير.
ترجع المقاومة العالية للتآكل لبرونز الألومنيوم بشكل أساسي إلى تكوين طبقة واقية كثيفة وملتصقة بقوة من أكسيد النحاس والألمنيوم على سطح السبائك، والتي لديها القدرة على الشفاء الذاتي بعد تعرضها للتلف. إذا كانت هناك عيوب مثل شوائب الأكسيد على سطح السبائك، فسوف تتضرر سلامة الفيلم وسيحدث تآكل محلي. لذلك، ترتبط مقاومة تآكل برونز الألومنيوم بعملية التصنيع.

تتأثر مقاومة تآكل برونز الألومنيوم بتركيبة السبائك وهيكلها. تزداد مقاومة التآكل بمياه البحر للسبائك أحادية الطور مع زيادة محتوى الألومنيوم. تكون مقاومة التآكل أفضل عندما يحتوي برونز الألومنيوم الثنائي على 8%-9% ألومنيوم. معدل التآكل للسبائك متعددة الأطوار a+B أعلى من السبيكة أحادية الطور. يعتبر هيكل المارتينسيت من سبيكة Cu-Al بتركيبة يوتكتويد (11.9% ألومنيوم) أكثر مقاومة للتآكل بمياه البحر من هيكل البرليت، لأن الطور Y2 (الأنود) يترسب بسبب ارتفاع محتوى الألومنيوم أثناء التبريد البطيء، مما يؤدي إلى تآكل إزالة اللمنيوم. نزعة. عندما يكون محتوى الألومنيوم أكبر من 11.5%، يزداد ميل إزالة الألومنيوم لسبائك Cu-Al.
برونز الألومنيوم مستقر في المياه العذبة ومياه البحر، بل إنه مقاوم للتآكل في المياه المعدنية. أنها مستقرة جداً في ارتفاع درجة حرارة البخار فوق 300 درجة. خليط البخار والهواء ليس له أي تأثير على تآكل برونز الألومنيوم.
في الوسائط الحمضية، يتمتع برونز الألومنيوم بمقاومة عالية للتآكل. وهو مقاوم للغاية للتآكل في حامض الكبريتيك، حتى عند التركيزات العالية (حوالي 75%) وفي درجات الحرارة المرتفعة؛ كما أنه شديد المقاومة للتآكل في حمض الهيدروكلوريك المخفف، ولكن ليس بتركيزات أعلى (20٪) أو عند درجات حرارة أعلى. مستقر؛ أنها ليست مقاومة للتآكل في حامض النيتريك. ولكنها مقاومة للتآكل في المحاليل المخففة لحمض الفوسفوريك وحامض الخليك وحامض الستريك والأحماض العضوية الأخرى.
في المحاليل القلوية، يمكن للقلويات أن تذيب الطبقة الواقية، مما يسبب تآكلًا شديدًا لبرونز الألومنيوم. يميل برونز الألومنيوم الذي يحتوي على نسبة عالية من الألومنيوم إلى الضغط على التآكل، ويرجع ذلك أساسًا إلى فصل الألومنيوم عند حدود الحبوب، مما يسبب الانتقائية على طول حدود الحبوب. الأكسدة تعزز تدمير فيلم الأكسيد تحت الضغط. إن إضافة أقل من 0.35% Sn أو التلدين بدرجة حرارة منخفضة يمكن أن يمنع بشكل فعال ميله للتآكل.
3. برونز السيليكون
تشتمل برونزات السيليكون شائعة الاستخدام على السيليكون المنخفض (1%~2%) والسيليكون العالي (2.5%~3%). يتمتع الأول بخصائص ميكانيكية مماثلة لنحاس 70Cu-30Zn ويمكن تشويهه بسهولة عن طريق العمل البارد، في حين أن مقاومته للتآكل مماثلة لمقاومة النحاس النقي؛ يتمتع الأخير بقوة عالية ومقاومة أفضل للتآكل من النحاس النقي، وغالبًا ما يحتوي برونز السيليكون العالي على 1٪. أكبر ميزة لبرونز السيليكون المنغنيز هي خصائصه الممتازة في الصب واللحام. وغالبًا ما يستخدم لتصنيع صهاريج التخزين والمعدات الكيميائية الأخرى التي تعمل تحت الضغط. لا يسبب برونز السيليكون شرارة عند الاصطدام، وبالتالي فهو مناسب بشكل خاص للاستخدام في المناطق المعرضة لخطر الانفجار.