1. Opće karakteristike korozije mesinga
Mesing je legura Cu-Zn sa Zn kao glavnim elementom legure. Zovu ga mesing zbog svoje žute boje. Prema vrsti i sadržaju dodatih legirajućih elemenata, mesing se može podijeliti u tri kategorije: jednofazni mesing, složenofazni mesing i specijalni mesing. Kada je sadržaj cinka manji od 36%, nastaje jednofazni čvrsti rastvor, pa se jednofazni mesing naziva i mesing. Kada je sadržaj cinka 36%-45%, postaje + složena faza mesinga. Kada je sadržaj cinka veći od 45%, ima previše faze i on je krt i nema praktičnu vrijednost. Specijalni mesing je baziran na Cu-Zn, i dodaje Sn, Mn, Al, Fe, Ni, Si, Pb i druge elemente.
Mesing vrlo sporo korodira u atmosferi, stopa korozije u čistoj slatkoj vodi nije velika ({{0}}.0025-0.025 mm/godišnje), a stopa korozije u morskoj vodi je nešto veća ( 0.0075-0.1 mm/godišnje). Fluor u vodi slabo utiče na koroziju mesinga, hlorid ima veći efekat, a jodid ima ozbiljan efekat. U vodi koja sadrži gasove kao što su O2, CO2, H2S, SO2, NH3, itd., stopa korozije mesinga se dramatično povećava. Izuzetno je lako korodirati u mineralnoj vodi, posebno vodi koja sadrži Fe2(SO4)3. Uzrokuje ozbiljnu koroziju u dušičnoj i hlorovodoničnoj kiselini, sporo korodira u sumpornoj kiselini i otporan je na koroziju u rastvoru NaOH. Mesing ima bolju otpornost na udarnu koroziju od čistog bakra.
Specijalni mesing ima bolju otpornost na koroziju od običnog mesinga. Dodavanje oko 1% Sn mesingu može značajno smanjiti koroziju mesinga od dezincifikacije i poboljšati otpornost na koroziju u morskoj vodi; dodavanjem oko 2% Pb mesingu može se povećati otpornost na habanje, što uvelike smanjuje njegovu stopu korozije u tekućoj morskoj vodi. Kako bi se spriječila korozija dezincifikacije, može se dodati i mala količina As, Sb i P (0.02%~0.05%) ; mornarski mesing sadrži 0,5%~1,0% Mn, koji može poboljšati čvrstoću i imati dobru otpornost na koroziju. . U mesingu koji sadrži 65% Cu i 55% Cu, 12%-18% Ni se koristi za zamjenu dijela Zn. Budući da je boja srebrno bijela, naziva se nikl srebro ili njemačko srebro. Ova legura ima odličnu otpornost na koroziju u solima, lužinama i neoksidirajućim kiselinama. Istovremeno, budući da velika količina Ni zamjenjuje 2n, nema fenomena dezincifikacije. Pored gore navedenih karakteristika korozije, mesing ima i dva važna oblika korozije, a to su korozija dezincifikacije i korozija pod naponom.
2. Pucanje mesinga od korozije pod naponom
Faktori koji utiču na korozijsko pucanje mesinga pod naponom uključuju korozivne medije, naprezanje, sastav legure i organizacionu strukturu. Određena legura će korodirati i pucati samo pod određenim medijima i specifičnim uslovima naprezanja.
(1) Korozivni medij
Mesing pod vlačnim naprezanjem može izazvati koroziju pod naponom u svim medijima koji sadrže amonijak (ili NH4+) iu atmosferi, morskoj vodi, slatkoj vodi, vodi visoke temperature i visokog pritiska i vodenoj pari. Na primjer, pucanje mesinganih čaura tokom ljetne kišne sezone (poznato i kao sezonsko pucanje) je tipičan primjer pucanja mesinga od korozije pod naprezanjem. Osim toga, morfologija pucanja mesinga od naponske korozije dijeli se na intergranularnu i transgranularnu. U otopini koja stvara film uglavnom dolazi do intergranularnog prijeloma, au otopini koja ne stvara film, uglavnom dolazi do transgranularnog prijeloma. Općenito se vjeruje da je mehanizam pucanja mesinga od korozije pod naprezanjem da se u otopini za stvaranje filma na površini mesinga formira sloj filma bakrovog oksida loše žilavosti. Pod djelovanjem naprezanja i naprezanja, film bakrovog oksida podliježe krhkom pucanju, a zatim se formira na granicama zrna. Nakon što ovaj film postane lomljiv, pukotina će se proširiti do osnovnog metala i biti zaustavljena klizanjem, izlažući vrh pukotine korozivnom rastvoru. Nakon toga dolazi do intergranularnog prodiranja, stvaranja filma, krtog pucanja i širenja pukotine. Ovaj proces se ponavlja. , na kraju formirajući stepenasti diskontinualni prijelom. U otopini koja ne stvara film, napon uzrokuje da se dislokacije koje izbijaju na površini mesinga prvenstveno otapaju, uzrokujući širenje pukotina duž putanje s najvećom gustinom dislokacije i uzrokujući lom. Kod mesinga sa niskim sadržajem cinka, dislokacije su uglavnom u obliku ćelija, a granice zrna su područja maksimalne gustine dislokacije, pa se lomovi javljaju duž kristalnog oblika. Kod mesinga sa visokim sadržajem cinka, dislokacije su uglavnom u ravninskom obliku, a greške slaganja su područja maksimalne gustine dislokacije, pa dolazi do transgranularnog loma. Osim toga, budući da se atomi cinka segregiraju na dislokacijama pod naprezanjem i povećavaju aktivnost na dislokacijama, brzina rasta prsline će se povećati s povećanjem sadržaja cinka.
Eksperimentalna istraživanja pokazuju da među atmosferama industrijska atmosfera najvjerovatnije uzrokuje korozijsko pucanje mesinga pod naponom i ima najkraći vijek trajanja loma; ruralna atmosfera je druga najvjerovatnija, a morska atmosfera ima najmanji uticaj. Ovaj različiti uticaj na atmosfersku sredinu uzrokovan je razlikom u sadržaju SO2 u atmosferi (industrijska atmosfera sadrži najviše SO2, ruralna atmosfera sadrži manje SO2, a morska atmosfera gotovo da nema SO2).
Ukratko, tvari koje uzrokuju korozijsko pucanje mesinga su uglavnom amonijak i tvari koje mogu dobiti amonijak ili sulfide. Među njima je prepoznata uloga amonijaka, dok je uloga sulfida nejasna. Pored toga, para, kiseonik, SO2, CO2 i CN- imaju ubrzavajući efekat na koroziju pod naponom.
(2) Stres
Vlačno naprezanje je neophodan uslov za naprezanje koroziono pucanje u mesingu. Što je vlačno naprezanje veće, to je veće naprezanje koroziono pucanje
Što je veća osjetljivost. Korištenje kaljenja na niskim temperaturama za eliminaciju zaostalog vlačnog naprezanja može zaštititi mesing od pucanja korozije pod naprezanjem.
(3) Sastav i struktura legure
Što je veći sadržaj cinka u mesingu, to je veća njegova podložnost pucanju od korozije pod naponom. Što se tiče toga koliko je nizak sadržaj cinka, neće doći do korozije pod naponom. Ovo je povezano sa svojstvima medija. Na primjer, mesing sa sadržajem cinka manjim od 20% generalno ne uzrokuje koroziju pod naponom u prirodnom okruženju, dok će mesing sa niskim sadržajem cinka u amonijačnoj vodi takođe uzrokovati korozijsko pucanje pod naponom.
Uticaj drugih elemenata legure na koroziju pod naponom, Si može efikasno sprečiti pucanje mesinga od korozije pod naponom. Si i Mn mogu poboljšati otpornost na koroziju + i mesinga. U uslovima atmosfere amonijaka, Si, As, Ce, Mg i drugi elementi poboljšavaju otpornost mesinga na koroziju pod naponom. U atmosferskim uslovima, Si, Ce, Mg i drugi elementi poboljšavaju performanse korozije pod naponom. Rezultati industrijskih ispitivanja izloženosti atmosferi pokazuju da dodavanje Ai.Ni i Sn legurama Cu-Zn može smanjiti tendenciju korozije pod naponom.
