合金元素的添加對銅合金的耐腐蝕性有顯著影響,不同的合金元素通過改變銅合金的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性質(zhì),從而提高其在特定環(huán)境下的耐蝕性能。以下是一些合金元素對銅合金耐腐蝕性影響的概述:
鎳(Ni):鎳的添加可以擴(kuò)大黃銅的α相區(qū),形成致密的鈍化膜,提高合金的耐蝕性,尤其是在海水中。銅鎳合金因其良好的耐海水腐蝕性能,在船舶工程、海水淡化等方面被廣泛應(yīng)用。
鋁(Al):鋁的添加可以在合金表面形成一層致密的氧化鋁膜,提高合金對氣體、溶液、高速海水的耐蝕性。
錫(Sn):錫的加入可以提高黃銅的強(qiáng)度、硬度和耐蝕性。錫在陽極的腐蝕過程中向黃銅腐蝕表面聚集,形成致密的四價(jià)錫化合物膜,阻滯基體陽極腐蝕的作用,抑制黃銅的脫鋅,使其耐蝕性大幅度提高。
錳(Mn):錳元素的添加可以提高黃銅的強(qiáng)度和硬度,同時(shí)在海水、氯化物和過熱蒸汽中的耐蝕性優(yōu)異。
砷(As):雖然砷能有效地抑制黃銅的脫鋅,提高耐腐蝕性,但由于其劇毒性質(zhì),使用受到限制。
硼(B):硼在銅合金中起到變質(zhì)劑的作用,微量的硼即可顯著地提高銅材的強(qiáng)度和耐腐蝕性。
稀土元素:稀土元素的添加能改善銅及銅合金的顯微結(jié)構(gòu),提高其強(qiáng)度和硬度及增強(qiáng)熱穩(wěn)定性,還能增強(qiáng)銅合金的耐腐蝕和耐磨性能。
銻(Sb):銻的作用在于形成Sb2O3氧化膜阻止新的擴(kuò)散,抑制新的優(yōu)先溶解,但銻的作用不如砷強(qiáng),腐蝕深度較大。
硅(Si):硅的添加可以細(xì)化合金組織,抑制顯微組織中的樹枝狀晶生長,使結(jié)晶組織趨于等軸化。
這些合金元素的添加,通過改變銅合金的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性質(zhì),提高了銅合金在各種環(huán)境下的耐蝕性能。然而,合金設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮合金元素添加對銅合金加工性能和其他物理性能的影響,以確保合金的綜合性能滿足應(yīng)用需求。
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