برنج یک آلیاژ مس به طور گسترده ای است که به دلیل خاصیت مکانیکی عالی ، شکل پذیری خوب و ظاهر جذاب شناخته شده است. من به عنوان یک تأمین کننده آلیاژ برنجی معتبر ، شاهد کاربردهای مختلف برنج در صنایعی مانند معماری ، لوله کشی ، برقی و خودرو بوده ام. با این حال ، یک مسئله که اغلب به مشتریان ما مربوط می شود ، خوردگی آلیاژهای برنجی است. درک مکانیسم های خوردگی برنج برای اطمینان از عملکرد طولانی مدت و دوام محصولات برنجی بسیار مهم است. در این وبلاگ ، ما به مکانیسم های اصلی خوردگی آلیاژهای برنجی می پردازیم.
خوردگی عمومی
خوردگی عمومی ، همچنین به عنوان خوردگی یکنواخت شناخته می شود ، شایع ترین نوع خوردگی در آلیاژهای برنجی است. این اتفاق می افتد که کل سطح برنج به طور یکنواخت توسط محیط خورنده مورد حمله قرار گیرد. در صورت وجود رطوبت و اکسیژن ، یک لایه نازک از اکسید مس و اکسید روی روی سطح برنج شکل می گیرد. این لایه اکسید اولیه می تواند تا حدودی به عنوان یک مانع محافظ عمل کند. با این حال ، در محیط های تهاجمی مانند آنهایی که دارای رطوبت بالا ، محلول های اسیدی یا قلیایی یا وجود نمک های خاصی هستند ، می توان لایه اکسید را تجزیه کرد و روند خوردگی ادامه می یابد.
واکنشهای شیمیایی درگیر در خوردگی عمومی برنج پیچیده است. به عنوان مثال ، در یک محیط اسیدی ، روی در برنج با یون های هیدروژن ((H^+)) مطابق با معادله زیر واکنش نشان می دهد:
[Zn+ 2H^+ \ RightArrow Zn^{2+}+ H_2 \ Uparrow]
مس موجود در برنج همچنین می تواند با اکسیژن و اسیدها واکنش نشان دهد و نمک مس تشکیل می دهد. میزان خوردگی عمومی به عوامل مختلفی از جمله ترکیب آلیاژ برنجی ، pH محیط ، دما و وجود سایر آلاینده ها بستگی دارد.
برای جلوگیری از خوردگی عمومی ، می توان از درمان های سطحی مانند آبکاری ، نقاشی یا انفعال استفاده کرد. این تیمارها می توانند یک لایه محافظ اضافی بر روی سطح برنج فراهم کنند و تماس بین برنج و محیط خورنده را کاهش دهند.
ضد عفونی
dezincification یک مکانیسم خوردگی منحصر به فرد و معنی دار در آلیاژهای برنجی است. این یک فرآیند خوردگی انتخابی است که در آن روی ترجیحاً از برنج خارج می شود و یک لایه متخلخل - غنی - غنی را پشت سر می گذارد. این فرآیند عمدتاً در آلیاژهای برنجی با مقدار روی نسبتاً بالا (معمولاً بالاتر از 15 ٪) در حضور آب و الکترولیت رخ می دهد.
دو نوع dezincification وجود دارد: plug - نوع dezincification و لایه - نوع dezincification. پلاگین - نوع dezincification به عنوان مناطق موضعی خوردگی ظاهر می شود ، در حالی که لایه سازی لایه - نوع به عنوان یک لایه مداوم در سطح برنج اتفاق می افتد.
نیروی محرکه برای dezincification تفاوت در پتانسیل الکتروشیمیایی بین مس و روی است. روی از نظر الکتروشیمیایی بیشتر از مس فعال است ، بنابراین در یک محیط خورنده ، اتم های روی تمایل دارند که به عنوان یون های روی ((Zn^{2+})) در محلول حل شوند و مس را پشت سر بگذارند. واکنش را می توان به عنوان:
[Zn \ RightArrow Zn^{2 +} +2e^-]
الکترونهای آزاد شده در هنگام انحلال روی با کاهش اکسیژن یا سایر عوامل اکسید کننده در محلول مصرف می شوند.
Dezincification می تواند به طور قابل توجهی خصوصیات مکانیکی محصولات برنجی را کاهش دهد و آنها را شکننده و مستعد شکست می کند. برای کاهش Dezincification ، می توان از آلیاژهای برنجی کم - روی استفاده کرد ، یا عناصر آلیاژ مانند آرسنیک (AS) ، آنتیموان (SB) یا فسفر (P) را می توان به برنج اضافه کرد. این عناصر می توانند با تشکیل یک فیلم محافظ بر روی سطح برنج ، روند dezincification را مهار کنند.
ترک خوردگی استرس (SCC)
ترک خوردگی استرس یک مکانیسم خوردگی پیچیده است که هنگامی که یک آلیاژ برنجی در حالی که تحت استرس کششی قرار می گیرد ، در معرض یک محیط خورنده خاص قرار می گیرد. ترکیب استرس و خوردگی می تواند منجر به شروع و انتشار ترک ها در برنج شود که در نهایت می تواند باعث عدم موفقیت مؤلفه شود.
استرس مورد نیاز SCC می تواند یا استرس خارجی باشد ، مانند استرس اعمال شده در طی فرآیند تولید یا نصب یا استرس داخلی مانند استرس باقیمانده ناشی از سرماخوردگی یا عملیات حرارتی. محیط خورنده برای برنجی SCC اغلب حاوی آمونیاک یا آمونیاک - حاوی ترکیبات و همچنین نمک و اسیدهای خاصی است.
مکانیسم SCC در برنج شامل جذب گونه های خورنده بر روی سطح برنج است که باعث تضعیف پیوندهای اتمی در نوک ترک می شود. سپس استرس باعث می شود که ترک از طریق مواد پخش شود. پس از رسیدن شکاف به اندازه بحرانی ، مؤلفه می تواند ناگهان شکست بخورد.
برای جلوگیری از SCC ، کاهش سطح استرس در اجزای برنجی مهم است. این امر می تواند از طریق طراحی مناسب ، عملیات حرارتی برای تسکین استرس باقیمانده و جلوگیری از استفاده از برنج در محیط های حاوی آمونیاک یا سایر مواد شیمیایی تهاجمی حاصل شود.
خوردگی گالوانیک
خوردگی گالوانیک زمانی رخ می دهد که دو فلز مختلف یا آلیاژ در حضور یک الکترولیت در تماس الکتریکی قرار بگیرند. در مورد برنج ، اگر در تماس با یک فلز نجیب تر (مانند فولاد ضد زنگ) یا یک فلز کمتر نجیب (مانند آلومینیوم) در یک محیط خورنده باشد ، یک سلول گالوانیک تشکیل می شود.
فلز فعال تر (آند) ترجیحاً خوردگی می کند ، در حالی که از فلز نجیب تر (کاتد) محافظت می شود. به عنوان مثال ، اگر برنج در محیط آب شور با آلومینیوم در تماس باشد ، آلومینیوم به عنوان آند و خوردگی عمل می کند ، در حالی که برنج به عنوان کاتد عمل می کند و محافظت می شود.
میزان خوردگی گالوانیک به عوامل مختلفی بستگی دارد ، از جمله تفاوت پتانسیل الکتروشیمیایی بین دو فلز ، نسبت ناحیه آند به کاتد ، هدایت الکترولیت و دما. برای جلوگیری از خوردگی گالوانیک ، اقداماتی مانند عایق کاری دو فلز از یکدیگر ، استفاده از پوشش یا واشر برای جدا کردن آنها یا استفاده از آنود های قربانی می تواند انجام شود.
برنامه ها و ملاحظات خوردگی
آلیاژهای برنجی در طیف گسترده ای از برنامه ها استفاده می شوند و برنامه های مختلف ممکن است با چالش های مختلف خوردگی روبرو شوند. به عنوان مثال ،لوله برنجیوتلوله گرد برنجیمعمولاً در سیستم های لوله کشی استفاده می شود. در این برنامه ها ، لوله های برنجی در معرض آب قرار دارند که ممکن است حاوی نمک و گازها مختلف باشد. بنابراین ، جلوگیری از خوردگی عمومی و دزایی برای اطمینان از عملکرد طولانی مدت لوله ها بسیار مهم است.
میله برنجیاغلب در کاربردهای مکانیکی و الکتریکی استفاده می شود. در کاربردهای مکانیکی ، میله های برنجی ممکن است در معرض استرس قرار بگیرند ، بنابراین باید ترک خوردگی استرس در نظر گرفته شود. در کاربردهای الکتریکی ، میله های برنجی باید هدایت الکتریکی خوبی را حفظ کنند و خوردگی می تواند بر هدایت مواد تأثیر بگذارد.
پایان
من به عنوان یک تأمین کننده آلیاژ برنجی ، اهمیت مقاومت به خوردگی در محصولات برنجی را درک می کنم. با درک مکانیسم های مختلف خوردگی آلیاژهای برنجی ، می توانیم راه حل های مناسبی را برای جلوگیری از خوردگی و اطمینان از کیفیت و دوام محصولات خود در اختیار مشتریان خود قرار دهیم.
اگر به محصولات آلیاژ برنجی ما علاقه مند هستید یا در مورد پیشگیری از خوردگی سؤالی دارید ، لطفاً برای بحث بیشتر و تهیه بالقوه با ما تماس بگیرید. ما متعهد هستیم آلیاژهای برنجی با کیفیت بالا و پشتیبانی فنی عالی را در اختیار شما قرار دهیم.
منابع
- Uhlig ، HH ، & Revie ، RW (1985). کنترل خوردگی و خوردگی: مقدمه ای بر علوم و مهندسی خوردگی. جان ویلی و پسران.
- Fontana ، MG (1986). مهندسی خوردگی. مک گرا - هیل.
- دیویس ، جونیور (ویرایش). (2001). آلیاژهای مس و مس. ASM International.
