Corrosiebestendigheid van brons
Brons is een algemene term voor alle koperlegeringen behalve messing en witkoper. Het wordt over het algemeen genoemd naar het eerste hoofdtoevoegelement, zoals tinbrons, aluminiumbrons, siliciumbrons, mangaanbrons, enz. Vergeleken met messing heeft brons een hogere sterkte en corrosieweerstand. In sommige omgevingen heeft brons een slechtere corrosieweerstand dan wit koper. Als corrosiebestendige structurele materialen zijn de meest praktische tinbrons, aluminiumbrons en siliciumbrons. De corrosieweerstandskenmerken van deze drie legeringen worden hieronder geïntroduceerd. \
1. Tinbrons
Er zijn drie veelgebruikte tinbronzen, met een tingehalte van respectievelijk 5%, 8% en 10%. Hun corrosieweerstand neemt toe met het toenemen van het tingehalte. De mechanische eigenschappen, slijtvastheid en gietbaarheid zijn beter dan puur koper, en de corrosieweerstand is ook hoger dan die van koper.
Tinbrons heeft een goede corrosieweerstand in de atmosfeer. Op het oppervlak van tinbrons in de atmosfeer wordt een dichte tindioxidefilm gevormd. Naarmate het tingehalte toeneemt, wordt de tindioxidefilm dichter en dikker en is de corrosieweerstand beter. . De corrosiesnelheid van Cu{0}}Sn-legering in de atmosfeer is slechts 0.00015 ~0,002 mm/jaar, en het is ook zeer corrosiebestendig in zoet- en zeewater (<0.05mm/year).
Het heeft ook een goede corrosieweerstand in verdunde niet-oxiderende zuren en zoutoplossingen; maar in salpeterzuur-, zoutzuur- en ammoniakoplossingen is het niet zo corrosiebestendig als puur koper.
Brons met een hoog tingehalte (8% ~ 10%) heeft een hoge weerstand tegen slagcorrosie. Tinbrons is niet gevoelig voor spanningscorrosie, noch voor detincorrosie.
Omdat tinbrons een goede slijtvastheid heeft, wordt het voornamelijk gebruikt voor de vervaardiging van pompen, kleppen, tandwielen, lagers, kranen en andere onderdelen die slijtvastheid en corrosiebestendigheid vereisen.
2. Aluminiumbrons
Het aluminiumgehalte bedraagt doorgaans 9% tot 10%, en soms worden Fe, Mn, Ni en andere elementen toegevoegd. De gieteigenschappen zijn niet zo goed als die van tinbrons, maar de sterkte en corrosieweerstand zijn hoger dan die van tinbrons.
De hoge corrosieweerstand van aluminiumbrons is voornamelijk te danken aan de vorming van een dichte en stevig hechtende gemengde oxide-beschermende film van koper en aluminium op het legeringsoppervlak, die het vermogen heeft om zichzelf te herstellen na beschadiging. Als er defecten zoals oxide-insluitsels op het legeringsoppervlak aanwezig zijn, zal de integriteit van de film worden beschadigd en zal er lokale corrosie optreden. Daarom houdt de corrosieweerstand van aluminiumbrons verband met het productieproces.
De corrosieweerstand van aluminiumbrons wordt beïnvloed door de samenstelling en structuur van de legering. De zeewatercorrosieweerstand van eenfasige legering neemt toe met het toenemen van het aluminiumgehalte. De corrosieweerstand is het beste wanneer het binaire aluminiumbrons 8%-9% aluminium bevat. De corrosiesnelheid van een meerfasige legering a+B is hoger dan die van eenfasige legering. De martensietstructuur van de Cu-Al-legering met eutectoïde samenstelling (11,9% aluminium) is beter bestand tegen zeewatercorrosie dan de perlietstructuur, omdat de Y2-fase (anode) wordt neergeslagen door het hoge aluminiumgehalte tijdens langzame afkoeling, wat resulteert in dealuminatiecorrosie tendens. Wanneer het aluminiumgehalte groter is dan 11,5%, neemt de neiging tot deluminatie van de Cu-Al-legering toe.
Aluminiumbrons is stabiel in zoet- en zeewater en is zelfs corrosiebestendig in mineraalwater. Het is zeer stabiel bij stoom op hoge temperatuur boven 300 graden. Het mengsel van damp en lucht heeft geen effect op de corrosie van aluminiumbrons.
In zure media heeft aluminiumbrons een hoge corrosieweerstand. Het is zeer corrosiebestendig in zwavelzuur, zelfs bij hoge concentraties (ongeveer 75%) en bij hogere temperaturen; het is ook zeer corrosiebestendig in verdund zoutzuur, maar niet bij hogere concentraties (20%) of bij hogere temperaturen. Stal; het is niet corrosiebestendig in salpeterzuur; maar is corrosiebestendig in verdunde oplossingen van fosforzuur, azijnzuur, citroenzuur en andere organische zuren.
In alkalische oplossingen kan alkali de beschermende film oplossen, waardoor ernstige corrosie van aluminiumbrons ontstaat. Aluminiumbrons met een hoog aluminiumgehalte heeft de neiging tot spanningscorrosie, voornamelijk als gevolg van de segregatie van aluminium aan de korrelgrenzen, wat selectiviteit langs de korrelgrenzen veroorzaakt. Oxidatie bevordert de vernietiging van de oxidefilm onder stress. Het toevoegen van minder dan 0,35% Sn of uitgloeien bij lage temperatuur kan de neiging tot corrosie effectief voorkomen.
3.Siliconenbrons
Veelgebruikte siliciumbronzen zijn onder meer laag silicium (1% ~ 2%) en hoog silicium (2,5% ~ 3%). De eerste heeft vergelijkbare mechanische eigenschappen als 70Cu-30Zn-messing en wordt gemakkelijk vervormd door koudvervormen, terwijl de corrosieweerstand vergelijkbaar is met die van puur koper; de laatste heeft een hoge sterkte en betere corrosieweerstand dan puur koper, en een hoog siliciumbrons bevat vaak 1%. Het grootste voordeel van Mn-siliciumbrons zijn de uitstekende giet- en laseigenschappen. Het wordt vaak gebruikt voor de vervaardiging van opslagtanks en andere chemische apparatuur die onder druk werken. Siliciumbrons vonkt niet bij impact en is daarom bijzonder geschikt voor gebruik in explosiegevaarlijke ruimtes.
