常用的耐蚀铜合金
1、黄铜
在压力下操作的设备,常采用退火的68黄铜和62黄铜,它们的耐蚀能力比铜高,且塑性和加工性也很好。
对于受海水作用的设备,常采用含锡黄铜,其中最有名的是海军黄铜及海军合金。加入锡的效用是降低脱鉡趋势及提高在海水中的耐蚀性能。加锡形成海军合金后,在海水中的腐蚀速度只为0.075(毫米/年)以下。
在化工机械制造中也常采用镍黄铜,其成分为12-14%Ni、26-30%Zn和56-62%Cu。这种黄铜在碱类及碱性盐溶液、海水和非氧化性酸中有很好耐蚀性。将镍黄铜在50%的硝酸溶液中进行短期处理,可以提高它的耐蚀性。
黄铜有两种特殊的腐蚀形式:脱锌作用和腐蚀破裂。
脱锌作用发生在中性和弱酸性溶液中。在强烈的介质中,铜及锌同时被溶解,没有选择腐蚀现象。黄铜的脱锌作用是由于锌比铜更易溶解,从而使合金中锌量减少,使黄铜表面变成疏松的铜。在黄铜中加入0.02%砷可防止此现象。
腐蚀破裂是黄铜在某种介质及应力共同作用下产生的破裂现象。这种现象在潮湿大气中即可发生(譬如,黄铜制品在储藏或使用时常常会发生破裂),在氨气、氨溶液、氨盐溶液、汞蒸气和海水汇总更易产生。将黄铜制件进行退火(250℃,1小时)消除应力是防止此现象的有效方法。
2、青铜
一般地说,青铜比铜和黄铜具有更好的耐蚀性。在化工机械制造中,最常用的为锡青铜、铝青铜和硅青铜。
锡青铜在铸造时常常使用磷做脱氧剂,残余的磷量在0.03-0.04%之间,因此这类合金又称为磷青铜。
常用的锡青铜含锡量有5%、8%及10%三种。它们在海水、稀硫酸,许多有机酸和盐类的溶液等介质中,有很高的耐蚀性。但在氧化性介质及氨溶液中,锡青铜不耐蚀。
铝青铜中的铝含量一般不超过10%,否则会出现第二相。在腐蚀过程中,铝青铜的表面生成氧化铝的保护膜。氧化铝耐酸的腐蚀,但易溶于碱性溶液。因此在非氧化性酸类的稀溶液中是相当耐蚀的,在海水中也有良好的耐蚀性。
在铝青铜中也常含有少量的铁、镍或锰。含有这些元素时,使铝青铜具有较高的机械性能,但不降低其耐蚀性。
硅青铜除具有不低于铜的耐蚀性能和较高的轻度外,其最大优点是具有很好的铸造及焊接性能,所以常用来制造储槽及其他在压力下操作的化工设备。
在压力下操作的设备,常采用退火的68黄铜和62黄铜,它们的耐蚀能力比铜高,且塑性和加工性也很好。
对于受海水作用的设备,常采用含锡黄铜,其中最有名的是海军黄铜及海军合金。加入锡的效用是降低脱鉡趋势及提高在海水中的耐蚀性能。加锡形成海军合金后,在海水中的腐蚀速度只为0.075(毫米/年)以下。
在化工机械制造中也常采用镍黄铜,其成分为12-14%Ni、26-30%Zn和56-62%Cu。这种黄铜在碱类及碱性盐溶液、海水和非氧化性酸中有很好耐蚀性。将镍黄铜在50%的硝酸溶液中进行短期处理,可以提高它的耐蚀性。
黄铜有两种特殊的腐蚀形式:脱锌作用和腐蚀破裂。
脱锌作用发生在中性和弱酸性溶液中。在强烈的介质中,铜及锌同时被溶解,没有选择腐蚀现象。黄铜的脱锌作用是由于锌比铜更易溶解,从而使合金中锌量减少,使黄铜表面变成疏松的铜。在黄铜中加入0.02%砷可防止此现象。
腐蚀破裂是黄铜在某种介质及应力共同作用下产生的破裂现象。这种现象在潮湿大气中即可发生(譬如,黄铜制品在储藏或使用时常常会发生破裂),在氨气、氨溶液、氨盐溶液、汞蒸气和海水汇总更易产生。将黄铜制件进行退火(250℃,1小时)消除应力是防止此现象的有效方法。
2、青铜
一般地说,青铜比铜和黄铜具有更好的耐蚀性。在化工机械制造中,最常用的为锡青铜、铝青铜和硅青铜。
锡青铜在铸造时常常使用磷做脱氧剂,残余的磷量在0.03-0.04%之间,因此这类合金又称为磷青铜。
常用的锡青铜含锡量有5%、8%及10%三种。它们在海水、稀硫酸,许多有机酸和盐类的溶液等介质中,有很高的耐蚀性。但在氧化性介质及氨溶液中,锡青铜不耐蚀。
铝青铜中的铝含量一般不超过10%,否则会出现第二相。在腐蚀过程中,铝青铜的表面生成氧化铝的保护膜。氧化铝耐酸的腐蚀,但易溶于碱性溶液。因此在非氧化性酸类的稀溶液中是相当耐蚀的,在海水中也有良好的耐蚀性。
在铝青铜中也常含有少量的铁、镍或锰。含有这些元素时,使铝青铜具有较高的机械性能,但不降低其耐蚀性。
硅青铜除具有不低于铜的耐蚀性能和较高的轻度外,其最大优点是具有很好的铸造及焊接性能,所以常用来制造储槽及其他在压力下操作的化工设备。
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