1. Obecné korozní charakteristiky mosazi
Mosaz je slitina Cu-Zn se Zn jako hlavním slitinovým prvkem. Pro svou žlutou barvu se mu říká mosaz. Podle druhů a obsahu přidaných legujících prvků lze mosaz rozdělit do tří kategorií: jednofázová mosaz, složená mosaz a speciální mosaz. Když je obsah zinku menší než 36 %, vzniká jednofázový tuhý roztok, proto se jednofázové mosazi také říká mosaz. Když je obsah zinku 36%-45%, stane se z něj mosaz s komplexní fází. Pokud je obsah zinku větší než 45 %, je zde příliš mnoho fáze a je křehký a nemá žádnou praktickou hodnotu. Speciální mosaz je na bázi Cu-Zn a přidává Sn, Mn, Al, Fe, Ni, Si, Pb a další prvky.
Mosaz koroduje v atmosféře velmi pomalu, rychlost koroze v čisté sladké vodě není velká ({{0}}.0025-0.025 mm/rok) a rychlost koroze v mořské vodě je o něco rychlejší ( 0.{4}}.1 mm/rok). Fluorid ve vodě má malý vliv na korozi mosazi, chlorid má větší účinek a jodid má vážný účinek. Ve vodě obsahující plyny jako O2, CO2, H2S, SO2, NH3 atd. se rychlost koroze mosazi dramaticky zvyšuje. V minerální vodě, zejména ve vodě obsahující Fe2(SO4)3, extrémně snadno koroduje. Způsobuje vážnou korozi v kyselině dusičné a kyselině chlorovodíkové, pomalu koroduje v kyselině sírové a je odolný vůči korozi v roztoku NaOH. Mosaz má lepší odolnost proti nárazové korozi než čistá měď.
Speciální mosaz má lepší odolnost proti korozi než běžná mosaz. Přidání asi 1 % Sn do mosazi může významně snížit korozi odzinkování mosazi a zlepšit odolnost proti korozi v mořské vodě; přidání asi 2% Pb do mosazi může zvýšit odolnost proti opotřebení, a tím výrazně snížit její korozní rychlost v proudící mořské vodě. Aby se zabránilo korozi při odzinkování, lze také přidat malé množství As, Sb a P (0.02 %~0.05 %) ; námořní mosaz obsahuje 0,5 % ~ 1,0 % Mn, což může zlepšit pevnost a mít dobrou odolnost proti korozi. . V mosazi obsahující 65 % Cu a 55 % Cu se k nahrazení části Zn používá 12 %-18 % Ni. Protože je barva stříbřitě bílá, nazývá se niklové stříbro nebo německé stříbro. Tato slitina má vynikající odolnost proti korozi v solích, zásadách a neoxidačních kyselinách. Zároveň, protože velké množství Ni nahrazuje 2n, nedochází k jevu odzinkování. Kromě výše uvedených korozních charakteristik má mosaz také dvě důležité formy koroze, a to korozi odzinkování a korozi pod napětím.
2. Korozní praskání mosazi
Mezi faktory, které ovlivňují korozní praskání mosazi pod napětím, patří korozní prostředí, napětí, složení slitiny a organizační struktura. Určitá slitina bude korodovat a praskat pouze za určitých médií a specifických napěťových podmínek.
(1) Korozivní médium
Mosaz pod napětím v tahu může způsobit korozi pod napětím ve všech médiích obsahujících čpavek (neboli NH{1}}) a v atmosféře, mořské vodě, sladké vodě, vysokoteplotní a vysokotlaké vodě a vodní páře. Například praskání mosazných pouzder střel během letního období dešťů (také známé jako sezónní praskání) je typickým příkladem korozního praskání mosazi. Kromě toho je morfologie korozního praskání mosazi rozdělena na intergranulární a transgranulární. Ve filmotvorném roztoku dochází především k intergranulárnímu lomu a v nefilmotvorném roztoku k transgranulárnímu lomu. Obecně se má za to, že mechanismus praskání mosazi korozí pod napětím spočívá v tom, že v roztoku tvořícím film se na povrchu mosazi vytvoří vrstva filmu oxidu měďného se špatnou houževnatostí. Působením napětí a deformace film oxidu měďného podléhá křehkému praskání a poté se tvoří na hranicích zrn. Poté, co je tento film křehký, trhlina se rozšíří na základní kov a zastaví se prokluzem, čímž se špička trhliny vystaví korozivnímu roztoku. Následně dojde k intergranulární penetraci, tvorbě filmu, křehkému praskání a expanzi trhlin. Tento proces se opakuje. , nakonec tvoří stupňovitou nespojitou zlomeninu. V nefilmotvorném řešení napětí způsobuje přednostní rozpouštění vystupujících dislokací na povrchu mosazi, což způsobuje šíření trhlin podél dráhy s nejvyšší hustotou dislokací a způsobuje lom. U mosazi s nízkým obsahem zinku jsou dislokace převážně ve formě buněk a hranice zrn jsou oblasti s maximální hustotou dislokací, takže podél krystalické formy dochází k lomům. V mosazi s vysokým obsahem zinku jsou dislokace převážně v rovinné formě a stohovací chyby jsou oblasti s maximální hustotou dislokací, takže dochází k transgranulárnímu lomu. Kromě toho, protože atomy zinku segregují při dislokacích pod napětím a zvyšují aktivitu při dislokacích, rychlost růstu trhlin se bude zvyšovat se zvýšením obsahu zinku.
Experimentální výzkum ukazuje, že mezi atmosférami průmyslová atmosféra s největší pravděpodobností způsobuje korozní praskání mosazi pod napětím a má nejkratší lomovou životnost; venkovská atmosféra je druhá nejpravděpodobnější a mořská atmosféra má nejmenší dopad. Tento rozdílný vliv v atmosférickém prostředí je způsoben rozdílem v obsahu SO2 v atmosféře (průmyslová atmosféra obsahuje nejvíce SO2, venkovská atmosféra obsahuje méně SO2 a mořská atmosféra neobsahuje téměř žádný SO2).
Stručně řečeno, látky, které způsobují korozní praskání mosazi pod napětím, jsou hlavně čpavek a látky, které mohou čpavek získávat, neboli sulfidy. Mezi nimi je uznávána role amoniaku, zatímco role sulfidu je nejasná. Kromě toho mají pára, kyslík, SO2, CO2 a CN- urychlující účinek na korozi pod napětím.
(2) Stres
Tahové napětí je nezbytnou podmínkou pro korozní praskání v mosazi. Čím větší je napětí v tahu, tím větší je korozní praskání pod napětím
Čím vyšší je citlivost. Použití nízkoteplotního temperování k odstranění zbytkového napětí v tahu může chránit mosaz před korozním praskáním.
(3) Složení a struktura slitiny
Čím vyšší je obsah zinku v mosazi, tím větší je její náchylnost ke koroznímu praskání pod napětím. Pokud jde o to, jak nízký je obsah zinku, nedojde k napěťové korozi. To souvisí s vlastnostmi média. Například mosaz s obsahem zinku nižším než 20 % obecně nezpůsobuje korozi pod napětím v přirozeném prostředí, zatímco mosaz s nízkým obsahem zinku v čpavkové vodě také způsobí praskání korozí pod napětím.
Vlivem jiných slitinových prvků na korozi pod napětím může Si účinně zabránit koroznímu praskání mosazi pod napětím. Si a Mn mohou zlepšit korozní odolnost + a mosazi. V podmínkách amoniakové atmosféry zlepšují Si, As, Ce, Mg a další prvky odolnost mosazi proti korozi za napětí. Za atmosférických podmínek zlepšují Si, Ce, Mg a další prvky korozní vlastnosti pod napětím. Výsledky průmyslových testů atmosférické expozice ukazují, že přidání Ai.Ni a Sn do slitin Cu-Zn může snížit tendence ke korozi pod napětím.
