1. Allmänna korrosionsegenskaper hos mässing
Mässing är en Cu-Zn-legering med Zn som huvudlegeringselement. Den kallas mässing på grund av sin gula färg. Beroende på typerna och innehållet av tillsatta legeringselement kan mässing delas in i tre kategorier: enfasmässing, komplexfasmässing och specialmässing. När zinkhalten är mindre än 36 % bildas en enfas fast lösning, så enfas mässing kallas även för mässing. När zinkhalten är 36%-45% blir det + komplexfas mässing. När zinkhalten är större än 45 % blir det för mycket fas och den är spröd och har inget praktiskt värde. Specialmässing är baserad på Cu-Zn och lägger till Sn, Mn, Al, Fe, Ni, Si, Pb och andra element.
Mässing korroderar mycket långsamt i atmosfären, korrosionshastigheten i rent sötvatten är inte stor ({{0}}.0025-0.025 mm/år), och korrosionshastigheten i havsvatten är något snabbare ( 0.0075-0.1mm/år). Fluor i vattnet har liten effekt på korrosion av mässing, klorid har större effekt och jodid har en allvarlig effekt. I vatten som innehåller gaser som O2, CO2, H2S, SO2, NH3, etc. ökar korrosionshastigheten för mässing dramatiskt. Det är extremt lätt att korrodera i mineralvatten, speciellt vatten som innehåller Fe2(SO4)3. Det orsakar allvarlig korrosion i salpetersyra och saltsyra, korroderar långsamt i svavelsyra och är resistent mot korrosion i NaOH-lösning. Mässing har bättre slagkorrosionsbeständighet än ren koppar.
Specialmässing har bättre korrosionsbeständighet än vanlig mässing. Att lägga till cirka 1 % Sn till mässing kan avsevärt minska avzinkningskorrosionen av mässing och förbättra korrosionsbeständigheten i havsvatten; Att lägga till cirka 2 % Pb till mässing kan öka slitstyrkan, vilket minskar dess korrosionshastighet i strömmande havsvatten avsevärt. För att förhindra avzinkningskorrosion kan en liten mängd As, Sb och P (0.02%~0.05%) också läggas till ; marin mässing innehåller 0,5%~1,0% Mn, vilket kan förbättra styrkan och har bra korrosionsbeständighet. . I mässing som innehåller 65 % Cu och 55 % Cu, används 12 %-18 % Ni för att ersätta en del av Zn. Eftersom färgen är silvervit kallas den för nickelsilver eller tyskt silver. Denna legering har utmärkt korrosionsbeständighet i salter, alkalier och icke-oxiderande syror. Samtidigt, eftersom en stor mängd Ni ersätter 2n, finns det inget avzinkningsfenomen. Förutom ovanstående korrosionsegenskaper har mässing även två viktiga former av korrosion, nämligen avzinkningskorrosion och spänningskorrosion.
2. Spänningskorrosionssprickor av mässing
De faktorer som påverkar spänningskorrosionssprickning av mässing inkluderar korrosiva medier, spänningar, legeringssammansättning och organisationsstruktur. En viss legering kommer endast att korrodera och spricka under vissa media och specifika spänningsförhållanden.
(1) Frätande medium
Mässing under dragpåkänning kan producera spänningskorrosion i alla ammoniakhaltiga (eller NH4+) medier och i atmosfären, havsvatten, sötvatten, högtemperatur- och högtrycksvatten samt vattenånga. Till exempel är sprickbildning av kulhöljen av mässing under sommarens regnperiod (även känd som säsongssprickning) ett typiskt exempel på sprickbildning av mässingsspänningskorrosion. Dessutom är spänningskorrosionssprickbildningsmorfologin hos mässing uppdelad i intergranulär och transgranulär. I den filmbildande lösningen uppstår huvudsakligen intergranulär fraktur och i den icke-filmbildande lösningen uppstår huvudsakligen transgranulär fraktur. Spänningskorrosionssprickningsmekanismen hos mässing antas allmänt vara att i den filmbildande lösningen bildas ett lager av kopparoxidfilm med dålig seghet på mässingsytan. Under inverkan av stress och påfrestningar genomgår kopparoxidfilmen spröd sprickbildning och bildas sedan vid korngränserna. Efter att denna film är skör kommer sprickan att sträcka sig till basmetallen och stoppas genom glidning, vilket exponerar sprickspetsen för den frätande lösningen. Därefter kommer intergranulär penetration, filmbildning, spröd sprickbildning och sprickexpansion att inträffa. Denna process upprepas. , vilket så småningom bildar en stegvis diskontinuerlig fraktur. I den icke-filmbildande lösningen orsakar spänningen att de utskurna dislokationerna på mässingsytan preferentiellt löses upp, vilket gör att sprickor utbreder sig längs banan med den högsta dislokationsdensiteten och orsakar brott. I mässing med låg zinkhalt är dislokationer huvudsakligen i form av celler, och korngränserna är områdena med maximal dislokationstäthet, så frakturer uppstår längs den kristallina formen. I mässing med hög zinkhalt är dislokationer huvudsakligen i plan form, och staplingsförkastningar är områden med maximal dislokationstäthet, så transgranulär fraktur uppstår. Dessutom, eftersom zinkatomer segregerar vid dislokationer under stress och ökar aktiviteten vid dislokationer, kommer spricktillväxthastigheten att öka med ökningen av zinkhalten.
Experimentell forskning visar att bland atmosfärerna är industriell atmosfär mest sannolikt att orsaka spänningskorrosionssprickor av mässing och har den kortaste brottlivslängden; lantlig atmosfär är den näst mest sannolika, och marin atmosfär har minst påverkan. Denna olika påverkan i den atmosfäriska miljön orsakas av skillnaden i SO2-halt i atmosfären (industriatmosfären innehåller mest SO2, landsbygdsatmosfären innehåller mindre SO2 och marin atmosfär innehåller nästan ingen SO2).
Kort sagt är de ämnen som orsakar spänningskorrosionssprickor av mässing främst ammoniak och ämnen som kan härleda ammoniak, eller sulfider. Bland dem är ammoniakens roll erkänd, medan sulfidens roll är oklar. Dessutom har ånga, syre, SO2, CO2 och CN- en accelererande effekt på spänningskorrosion.
(2) Stress
Dragspänning är en nödvändig förutsättning för spänningskorrosionssprickor i mässing. Ju större dragspänning, desto större spänningskorrosionssprickning
Ju högre känslighet. Att använda lågtemperaturhärdning för att eliminera kvarvarande dragspänning kan skydda mässing från spänningskorrosionssprickor.
(3) Legeringssammansättning och struktur
Ju högre zinkhalt i mässing, desto större är dess känslighet för spänningskorrosionssprickor. När det gäller hur lågt zinkinnehållet är kommer spänningskorrosion inte att uppstå. Detta är relaterat till mediets egenskaper. Till exempel orsakar mässing med en zinkhalt under 20 % i allmänhet inte spänningskorrosion i den naturliga miljön, medan mässing med låg zinkhalt i ammoniakvatten också orsakar spänningskorrosionssprickor.
Inverkan av andra legeringselement på spänningskorrosion, Si kan effektivt förhindra spänningskorrosionssprickor av mässing. Si och Mn kan förbättra spänningskorrosionsbeständigheten hos + och mässing. Under ammoniakatmosfärförhållanden förbättrar Si, As, Ce, Mg och andra element spänningskorrosionsbeständigheten hos mässing. Under atmosfäriska förhållanden förbättrar Si, Ce, Mg och andra element spänningskorrosionsprestanda. Resultaten av industriella luftexponeringstester visar att tillsats av Ai.Ni och Sn till Cu-Zn-legeringar kan minska tendenser till spänningskorrosion.
