ความต้านทานการกัดกร่อนของบรอนซ์

ความต้านทานการกัดกร่อนของบรอนซ์

บรอนซ์เป็นคำทั่วไปสำหรับโลหะผสมทองแดงทั้งหมด ยกเว้นทองเหลืองและทองแดงสีขาว โดยทั่วไปจะตั้งชื่อตามองค์ประกอบการเพิ่มหลักแรก เช่น ดีบุกบรอนซ์ อลูมิเนียมบรอนซ์ ซิลิคอนบรอนซ์ แมงกานีสบรอนซ์ ฯลฯ เมื่อเทียบกับทองเหลือง บรอนซ์มีความแข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อนสูงกว่า ในบางสภาพแวดล้อม บรอนซ์มีความต้านทานการกัดกร่อนได้แย่กว่าทองแดงสีขาว เนื่องจากวัสดุโครงสร้างที่ทนต่อการกัดกร่อน สิ่งที่ใช้งานได้จริงมากกว่าคือดีบุกบรอนซ์ อลูมิเนียมบรอนซ์ และซิลิคอนบรอนซ์ ลักษณะความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมทั้งสามชนิดนี้มีดังต่อไปนี้ -

1. ดีบุกบรอนซ์
ดีบุกสัมฤทธิ์ที่ใช้กันทั่วไปมีอยู่ 3 ชนิด โดยมีปริมาณดีบุก 5%, 8% และ 10% ตามลำดับ ความต้านทานการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของปริมาณดีบุก คุณสมบัติทางกล ความต้านทานการสึกหรอ และความสามารถในการหล่อได้ดีกว่าทองแดงบริสุทธิ์ และความต้านทานการกัดกร่อนยังสูงกว่าทองแดงอีกด้วย
ดีบุกบรอนซ์มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีในบรรยากาศ ฟิล์มดีบุกไดออกไซด์ที่มีความหนาแน่นสูงจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของดีบุกบรอนซ์ในชั้นบรรยากาศ เมื่อปริมาณดีบุกเพิ่มขึ้น ฟิล์มดีบุกไดออกไซด์จะมีความหนาแน่นและหนาขึ้น และความต้านทานการกัดกร่อนก็ดีขึ้น - อัตราการกัดกร่อนของโลหะผสม Cu{{0}} Sn ในชั้นบรรยากาศอยู่ที่เพียง 0.00015 ~0.002 มม./ปี และยังทนต่อการกัดกร่อนได้อย่างมากในน้ำจืดและน้ำทะเล (<0.05mm/year).

นอกจากนี้ยังมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในกรดที่ไม่ออกซิไดซ์เจือจางและสารละลายเกลือ แต่ในกรดไนตริก กรดไฮโดรคลอริก และสารละลายแอมโมเนีย จะไม่ทนต่อการกัดกร่อนได้เท่ากับทองแดงบริสุทธิ์
บรอนซ์ที่มีปริมาณดีบุกสูง (8%~10%) มีความต้านทานการกัดกร่อนต่อแรงกระแทกสูง ดีบุกบรอนซ์ไม่เสี่ยงต่อการกัดกร่อนจากความเครียดหรือการกัดกร่อนของดีติน
เนื่องจากดีบุกบรอนซ์มีความทนทานต่อการสึกหรอได้ดี จึงใช้เป็นหลักในการผลิตปั๊ม วาล์ว เกียร์ แบริ่ง ไก่ตัวผู้ และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่ต้องการความต้านทานการสึกหรอและการกัดกร่อน

2.อลูมิเนียมสีบรอนซ์
โดยทั่วไปปริมาณอะลูมิเนียมจะอยู่ที่ 9% ถึง 10% และบางครั้งก็มีการเพิ่ม Fe, Mn, Ni และองค์ประกอบอื่นๆ คุณสมบัติการหล่อไม่ดีเท่าทองแดงดีบุก แต่ความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่าทองแดงดีบุก
ความต้านทานการกัดกร่อนสูงของอะลูมิเนียมบรอนซ์มีสาเหตุหลักมาจากการก่อตัวของฟิล์มป้องกันออกไซด์ผสมที่หนาแน่นและยึดเกาะแน่นของทองแดงและอะลูมิเนียมบนพื้นผิวโลหะผสมซึ่งมีความสามารถในการรักษาตัวเองหลังจากได้รับความเสียหาย หากมีข้อบกพร่อง เช่น การรวมออกไซด์บนพื้นผิวโลหะผสม ความสมบูรณ์ของฟิล์มจะเสียหายและเกิดการกัดกร่อนเฉพาะที่ ดังนั้นความต้านทานการกัดกร่อนของอลูมิเนียมบรอนซ์จึงสัมพันธ์กับกระบวนการผลิต

ความต้านทานการกัดกร่อนของอลูมิเนียมบรอนซ์ได้รับผลกระทบจากองค์ประกอบและโครงสร้างของโลหะผสม ความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำทะเลของโลหะผสมเฟสเดียวจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีปริมาณอลูมิเนียมเพิ่มขึ้น ความต้านทานการกัดกร่อนจะดีที่สุดเมื่ออะลูมิเนียมบรอนซ์ไบนารีมีอะลูมิเนียม 8%-9% อัตราการกัดกร่อนของโลหะผสมแบบหลายเฟส a+B สูงกว่าโลหะผสมแบบเฟสเดียว โครงสร้างมาร์เทนไซต์ของโลหะผสม Cu-Al ที่มีส่วนประกอบของยูเทคตอยด์ (อะลูมิเนียม 11.9%) มีความทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเลได้ดีกว่าโครงสร้างเพิร์ลไลท์ เนื่องจากเฟส Y2 (แอโนด) ถูกตกตะกอนเนื่องจากมีปริมาณอะลูมิเนียมสูงในระหว่างการทำความเย็นอย่างช้าๆ ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนจากการแยกส่วน แนวโน้ม เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมมากกว่า 11.5% แนวโน้มการแยกตัวของโลหะผสม Cu-Al จะเพิ่มขึ้น
อลูมิเนียมบรอนซ์มีความคงตัวในน้ำจืดและน้ำทะเล และทนทานต่อการกัดกร่อนในน้ำแร่ด้วยซ้ำ มีความเสถียรมากในไอน้ำอุณหภูมิสูงกว่า 300 องศา ส่วนผสมของไอและอากาศไม่มีผลกระทบต่อการกัดกร่อนของอลูมิเนียมบรอนซ์
ในสื่อที่เป็นกรด อลูมิเนียมบรอนซ์มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีในกรดซัลฟิวริก แม้ที่ความเข้มข้นสูง (ประมาณ 75%) และที่อุณหภูมิสูงกว่า นอกจากนี้ยังมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงในกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง แต่ไม่ใช่ที่ความเข้มข้นสูงกว่า (20%) หรือที่อุณหภูมิสูงกว่า มั่นคง; ไม่ทนต่อการกัดกร่อนในกรดไนตริก แต่ทนต่อการกัดกร่อนในสารละลายเจือจางของกรดฟอสฟอริก กรดอะซิติก กรดซิตริก และกรดอินทรีย์อื่นๆ
ในสารละลายอัลคาไลน์ อัลคาไลสามารถละลายฟิล์มป้องกัน ทำให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรงของอลูมิเนียมบรอนซ์ อลูมิเนียมบรอนซ์ที่มีปริมาณอะลูมิเนียมสูงมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนจากความเครียด สาเหตุหลักมาจากการแยกอะลูมิเนียมที่ขอบเขตของเกรน ซึ่งทำให้เกิดการคัดเลือกตามแนวขอบเขตของเกรน ออกซิเดชันส่งเสริมการทำลายฟิล์มออกไซด์ภายใต้ความเครียด การเติม Sn น้อยกว่า 0.35% หรือการอบอ่อนที่อุณหภูมิต่ำสามารถป้องกันแนวโน้มการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
3.ซิลิคอนบรอนซ์
บรอนซ์ซิลิคอนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ซิลิคอนต่ำ (1% ~ 2%) และซิลิคอนสูง (2.5% ~ 3%) แบบแรกมีคุณสมบัติทางกลคล้ายกับทองเหลือง 70Cu-30Zn และเปลี่ยนรูปได้ง่ายจากการทำงานเย็น ในขณะที่ความต้านทานการกัดกร่อนก็คล้ายคลึงกับทองแดงบริสุทธิ์ อย่างหลังมีความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าทองแดงบริสุทธิ์ และบรอนซ์ซิลิคอนสูงมักประกอบด้วย 1% ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของบรอนซ์ซิลิคอน Mn คือคุณสมบัติการหล่อและการเชื่อมที่ยอดเยี่ยม มักใช้ในการผลิตถังเก็บและอุปกรณ์เคมีอื่นๆ ที่ทำงานภายใต้ความกดดัน ซิลิคอนบรอนซ์ไม่เกิดประกายไฟเมื่อถูกกระแทก ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงต่อการระเบิด