第9章 铜及铜合金的耐蚀性.ppt

* 常 用 金 属 材 料 的 耐 蚀 性 * 常 用 金 属 材 料 的 耐 蚀 性 第9章 铜及铜合金的耐蚀性 9.1 概述 9.1.1纯铜的物理性质（工业纯铜又称“紫铜”） 1、密度大（8.96）属重金属。 2、导电、导热性好（仅次于银，导电率是银的94%，导热率是银的73.2%）。 3、熔点：1083.4℃。 4、无磁性。 1、按成份分： 9.1.2铜合金的分类： （1）黄铜（Cu-Zn合金）：普通黄铜（Cu-Zn二元合金），特殊黄铜（多元黄铜） （2）青铜：普通青铜（Cu-Sn二元合金），特殊青铜（铅青铜，铝青铜） （3）白铜--Cu-Ni合金 2、按生产方法分： 加工铜合金 铸造铜合金 9.2 纯铜的耐蚀性 热力学稳定性好。 9.2.1电化学特性： 标准电极电位较高 长期暴露在大气中先生成Cu2O，然后逐渐形成碱性碳酸铜CuCO3. Cu(OH)3和碱式硫酸铜CuSO4.3Cu(OH)3的绿色薄膜，又称 “铜绿”。这种薄膜可以防止铜基体继续氧化腐蚀。 9.2.2耐蚀性： 由于氧化膜的作用出现钝态，Cu2O，CuO 1、铜在大气中是耐蚀的 2、铜在淡水、海水或中性盐的水溶液中是耐蚀的。 4、铜不耐硫化物腐蚀。 当酸中或碱中含有氧化剂时，铜发生腐蚀。原因是氧化膜发生溶解。在氧化性酸中，氧化膜溶解生成Cu2+，在氧化性碱中，氧化膜溶解生成CuO22-。） 3、当酸中或碱中无氧化剂时，铜的耐蚀性良好。 9.2.3使用时应避免的介质 5、有溶解氧的高速流水。 1、氧化性酸； 2、浓碱，或能生成络合铜离子的碱（如：含有氨等）； 3、含氧化性的介质； 4、硫化物（如：H2S）； 9.3 铜合金的耐蚀性 ⑵β+α多相黄铜（含锌量36～46%），其耐蚀性随介质不同而发生变化。（在某些介质中的耐蚀性大大下降）。 9.3.1黄铜 1、概述 ⑴单相α黄铜（含锌量﹤35%）在各种常用的介质中的耐蚀性几乎同于紫铜（大气、淡水、海水等）。 ⑶含锌量46～50%，为β相。 2、黄铜的脱锌腐蚀 一般使黄铜表面变成海绵状的紫铜；在淡水中呈针孔状腐蚀；在海水中是层状整体减薄。 ⑴脱锌腐蚀的特征 ⑵脱锌腐蚀的原因 ①锌选择溶解说：合金表层中的锌在腐蚀介质中呈阳极反应，发生选择性溶解，使基体表面出现疏松层。 ②铜全新析出说：铜与锌一起溶入溶液中，然后电极电位较高的铜（离子）很快从溶液中析出在被腐蚀的黄铜表面（故呈紫铜状） ④黄铜中加入锡、砷、锑可以抑制脱锌。如海军黄铜含锡1%，砷0.04%，提高了抗脱锌腐蚀性能。 ⑶脱锌腐蚀的因影响因素 ①含锌量越高，脱锌倾向越大（一般主要发生在含锌高于15%的黄铜上，特别是α+β系相黄铜）。 ②主要发生在海水、含氧中性盐的水溶液和氧化性酸中。 ③Bi，Mn，Fe加速脱锌腐蚀。 ⑥溶液的pH值可以影响脱锌的类型。 ⑤溶液的停滞状态，含氯离子，黄铜表面存在多孔水垢或沉积物(易形成缝隙)，都能促进脱锌。 合金化。（如加Sn，Al等，但是作用不明显） ⑷防止措施 3、黄铜的应力腐蚀开裂 带有残余应力的黄铜制品在一定介质中放置一段时间后会“自行”开裂，比如在潮湿的雨季里发生较多，所以也称“雨裂”（例如：黄铜小弹壳会发生夏季雨季期间发生爆裂）。 ⑴应力腐蚀开裂的现象及特征 特征：有些是晶间，有的是穿晶。 所以，工业大气比乡村大气应力腐蚀开裂倾向大，（含二氧化硫不同）室外有防雨设置的试样比无防雨设置的试样应力腐蚀开裂倾向大。（原因：有防雨设施的表面有硫化物沉积并吸湿。而无防雨设施的，雨水会冲走沉积物、并通风、干燥。 ⑵产生应力腐蚀开裂的介质条件 引起应力腐蚀开裂的主要物质是氨和硫化物。水分或湿气、氧气、二氧化硫、二氧化碳、氰的存在会加速开裂。 ③加入铝、镍、锡可减少应力腐蚀开裂倾向。 ②充分退火（约200～250℃）可以避免应力腐蚀开裂。 ⑶合金成分的影响 ①含锌量越高，应力腐蚀开裂敏感性越大； ②加入硅可有效防止应力腐蚀开裂（对α黄铜）； ⑷应力与退火的影响 ①应力越高，应力腐蚀开裂敏感性愈高； 与黄铜比，青铜具有更高的强度和耐蚀性。主要用于结构件、耐磨件、耐蚀弹簧件等。 9.3.2青铜 1、概述 ⑴在大气和海水中具有较好的稳定性。（尤其在海水中，锡青铜的耐蚀性比紫铜和黄铜优良。）随着锡含量的增加，合金的耐海水腐蚀性能逐渐提高。 2、锡青铜的耐蚀性 ⑵Pb，Al，Fe等为杂质元素，降低耐海水腐蚀性。 ⑶高应力状态的锡青铜在硝酸亚汞溶液中极易腐蚀破裂。（因此铸造和塑性加工过程中，要求安排适当的去应力退火。） 青铜的锈（碱式氯化铜）呈绿粉状，疏松膨胀，会象瘟疫一样在铜器中传播和蔓延。俗称为“青铜病”。 3、青铜病 　　“青铜