Hyvä artikkelianalyysi, yksityiskohtainen analyysi valetun messingin rakenteen ja sinkinpoistokorroosion hallinnasta
Valetulla lyijymessingiseoksella on hyvät mekaaniset ominaisuudet ja leikkauskyky, ja sitä käytetään laajalti saniteettitavaroissa, putkistoissa, instrumenteissa, hydrauliventtiileissä jne. Vaikka valetun lyijymessingin kiteytyslämpötila-alue on pieni, muotin täyttökyky on vahva ja sillä on sinkin jne. kaasua poistavia ja hapettumisenestovaikutuksia, koska messinki muodostaa helposti karkeita pylväskiteitä jähmettymisprosessin aikana ja valurakenne on karkea, se on helppo kuumentaa halkeamia valuprosessin aikana. Käytön aikana esiintyy vuotoja ja muita ilmiöitä, jotka vaikuttavat sen suorituskykyyn. Valumessingin rakenteen hienosäätö on yksi tehokkaista tavoista parantaa kuumahalkeamien kestävyyttä ja tiheyttä. Tällä hetkellä jauhimien lisääminen on tärkein menetelmä valetun messingin rakenteen jalostamiseksi. Kirjallisuudessa tutkitaan boorin vaikutusta alumiinimessingin rakenteen jalostukseen. Boorin lisääminen voi tehokkaasti jalostaa alumiinimessingin valurakennetta. Kirjallisuus tutkii myös RE Se voi jalostaa alumiinimessingin valurakennetta. Boorin ja harvinaisten maametallien vaikutuksista valetun messingin rakenteeseen ja sinkinpoistokykyyn on vähän tutkimuksia. Tässä artikkelissa tutkitaan harvinaisten maametallien ja boorin jalostuskäsittelyjen vaikutuksia valetun lyijymessingin valurakenteeseen ja sinkinpoistokorroosioominaisuuksiin.
1. Testaa materiaalit ja prosessit
Testimateriaaliluokka on ZCuZn40Pb2-lyijymessinki ja sen kemiallinen koostumus (massaosa) on 36,4 % Zn, 1,70 % Pb, 0,62 %, A1 ja Cu tasapaino. Harvinaiset maametallit, 10 % RE. AI-pääseos lisätään ja boori lisätään Cu-4.68 %B-pääseoksena. Grafiittiupokas asetetaan kaivotyyppiseen vastusuuniin seosten sulatusta varten. Testilyijymessingin sulatusprosessi on seuraava: panos sulatetaan ja lämpötilan noustessa 1030 asteeseen lisätään booria ja harvinaisten maametallien jauhimia vastaavasti bell jar -menetelmällä, sekoitetaan täysin ja 10 minuutin lämmön säilytyksen jälkeen. , kaatamisen esilämmityslämpötila on 350 astetta. Vasen ja oikea metallityyppiset testisauvat ja metallityyppiset pyöreät kuppinäytteet. Metallipyöreäkuppinäytemenetelmä on yksinkertaisin ja suorin menetelmä kupariseosyritysten valuun sen tarkistamiseksi, onko jalostusprosessi hyvä vai ei. Erityinen menetelmä on kaataa pyöreä kuppinäyte ja jähmettymisen ja kuorimisen jälkeen kaada nopeasti jähmettynyt kuparineste pyöreän kupin näytteen keskelle, jolloin saadaan kuorikuppinäyte, jossa on jähmettynyt kidepinta. Tarkkailemalla kiteen pinnan morfologisia ominaisuuksia arvioidaksesi jalostuskäsittelyn vaikutus. Valetun lyijymessingin sinkinpoistokoe: Syövyttävä liuos on 1 % CuCl2: liuos, liuoksen lämpötila (75±10) astetta, korroosioaika 24 tuntia, korroosion päätyttyä ota pois, puhdista ja kuivaa, leikkaa näyte keskeltä ja valmista kulta Vaihenäytteitä käytettiin havainnoimaan ja mittaamaan korroosion sinkinpoistosyvyyttä mikroskoopilla tutkimaan jalostuskäsittelyn vaikutusta valetun lyijymessingin sinkinpoistokorroosioon. Hyväksy [PUS. Tarkkaile mikrorakennetta PME3-metallografisella mikroskoopilla. Kudokseen syövyttävä liuos on 5 gFeCl3+5 mlHCl+100 ml vesiliuosta.
2. Testitulokset ja analyysi
2.1 Jauhimen vaikutus lyijymessingin rakenteeseen
Kuvassa 1 on esitetty lyijymessingin rakenne ilman jalostusta sekä boori- ja harvinaisten maametallien jalostuksilla. Voidaan nähdä, että jalostamattomasta metallista muottivaletun lyijymessingin rakenne on erittäin karkea (kuva la). Kupari-sinkkifaasikaavioanalyysin mukaan valurakenteen tulee olla faasi (valkoinen) + vaihe (musta) + Pb-faasi, Pb-faasi jakautuu faasille tai ja -faasien väliin pieninä mustina yksinkertaisina hiukkasina. Valetussa jalostamattomassa rakenteessa ja faasit on jaettu paksuihin pitkiin listoihin. RE- ja B-puhdistuskäsittelyn jälkeen ja faasit paranivat merkittävästi. B-puhdistuskäsittelyn jälkeen karkeat sälemäiset ja faasit katosivat ja muuttuivat lyhyiksi hiutaleiksi tai tasaakselisiksi rakeiksi (kuva 1b). Verrattuna valurakenteeseen (Kuva 1c) kemiallisesti käsitellyn rakenteen rakenne on merkittävästi jalostunut ja ja faasit muuttuvat paksuista pitkistä listoista lyhyiksi ohuiksi listoiksi. Siksi valettujen messingiseosten RE- ja B-jalostuskäsittelyt voivat parantaa merkittävästi valetun messingin valurakennetta. Tässä testiolosuhteissa boorilla käsitellyn valetun lyijymessingin rakennetta parantava vaikutus on huomattavasti parempi kuin boorilla käsitellyn valetun lyijymessingin. Harvinaisten maametallien jalostuskäsittelyn vaikutus.
image.png
2.2 Jauhimen vaikutus kuorikuppinäytteen pintamorfologiaan ja rakenteeseen
Kuva 2 on kuorikuppinäytteen kidepinnan morfologia ennen ja jälkeen nestemäisen kuparin booripuhdistuskäsittelyn samassa uunissa. Voidaan nähdä, että puhdistamattomalla kuparinesteellä valettu kuorikuppinäytteen pinta on karhea (kuva 2a). Makronäkökulmasta voidaan nähdä, että kiteen pinnassa on monia epätasaisia pieniä kuoppia. Kuvassa 3a on esitetty jalostamaton kiteen pinta ja sen lähialue. Rakenteen morfologiasta voidaan nähdä, että karkean pinnan rakenne on karkeita pylväskiteitä ja karkeat pienet ulkonemat ovat pylväsmäisiä dendriittejä, jotka jäävät neste/kiinteä-rajapinnalle kuparinesteen jähmettyessä. Koska jähmettymättömien dendriittien välissä oleva neste kaadettiin kokeen aikana, ulos, joten nesteen etuosaan muodostuneet pylväskiteet pysyvät kokonaan, muodostaen karkean pinnan. Kuvio 2b on boorilla puhdistetun kuorikuppinäytteen pinta. Jalostamattomaan verrattuna pinta on sileä eikä siinä ole karkeita tai pieniä kuoppia. Pintaoptisen mikroskoopin rakenne on esitetty kuvassa 3b. Kiteen pinta on epätasainen, mutta kiteen pinta on sileä. Sileän kidepinnan rakenne osoittaa tasaakselista kiteytymistä, joten jalostuskäsittely voi muuttaa valetun lyijymessingin jähmettymisrakennetta.
image.png
image.png
2.3 Jalostuskäsittelyn vaikutus valetun messingin sinkinpoistotehoon
Kuva 4 esittää jalostuskäsittelyn vaikutusta valetun lyijymessingin sinkinpoistosyvyyteen. Sinkkipoistokorroosiosta johtuen pintarakenne on erilainen kuin sisällä oleva valkoinen kerros. Tämä johtuu siitä, että syövyttävässä ympäristössä pinnalla oleva sinkki syöpyy, pitoisuus pienenee, rakenteen sinkkirikas faasi (faasi) vähenee ja faasi kasvaa, mikä johtaa ilmeiseen rakenteeseen. ero. Jalostamattoman lyijymessingin sinkinpoistosyvyys on suhteellisen suuri (kuva 4a). Lyijymessingin sinkinpoistokerroksen keskisyvyys on 17000um, jota seuraa sinkinpoistokerroksen kvantitatiivinen mittaus. Harvinaisen maametallin jalostuskäsittelyn sinkinpoistokerroksen syvyys on toinen (kuva 4b). Sinkkikerroksen keskisyvyys on 132,2 um. Booripuhdistuksella käsitellyn sinkinpoistokerroksen syvyys on pienin (kuva 4c). Sinkinpoistokerroksen keskimääräinen syvyys on kvantitatiivisen mittauksen perusteella vain 57,2 um. Tämä osoittaa, että jalostuskäsittely voi tehokkaasti tukahduttaa valetun messingin sinkinpoistokorroosion samalla kun jalostetaan valurakennetta. Erityisesti boorijalostuskäsittelyn vaikutus valetun messingin sinkinpoistokorroosion estämiseen on selvempi. Lyijymessingin sinkinpoistokorroosion mekanismissa on tällä hetkellä kaksi päämekanismia: yksi on liukeneminen. Sinkin uudelleensaostumismekanismi ja ensisijainen liukenemismekanismi voivat joskus olla seurausta näiden kahden yhteisvaikutuksesta. Sinkin ensisijainen liukenemismekanismi uskoo, että messingin korroosioprosessin aikana lejeeringin pinnalla oleva sinkki liukenee ensisijaisesti messingistä, jolloin syntyy kaksinkertaisia tyhjiä paikkoja. Kaksinkertaiset tyhjät tilat diffundoituvat lejeeringin sisäpuolelle, ja sinkkiseoksen komponentit diffundoituvat pintaan, kunnes ne liukenevat. Liuota. Uudelleensaostumismekanismi uskoo, että messingin sinkinpoistokorroosio sisältää kaksi mahdollisuutta: yksi on se, että kupari ja sinkki liukenevat anodille samanaikaisesti. Kun liuoksessa olevat kupari-ionit saavuttavat tietyn pitoisuuden, kupari-ionit pelkistyvät metalliksi kupariksi ja kerrostuvat pinnalle. , lisäkatodina nopeuttamaan sinkin liukenemista lejeeringissä; toinen on se, että alussa sinkki liukenee mieluiten liuokseen lyhyessä ajassa. Kun sinkin diffuusio vaikeutuu, kupari ja sinkki liukenevat samanaikaisesti, ja kuparin takaisinkerrostuman mukana. . Boorinjalostuskäsittely voi estää messingin sinkinpoistoa, pääasiassa siksi, että ZCuZn40Pb2-lyijymessingiin lisätään booria, joka voi täyttää raeraajat ja kaksinkertaiset tyhjiöt, lisätä sidosvoimaa siellä ja estää raerajajen ja kaksinkertaisten tyhjien paikkojen siirtymistä. kanava, mikä vähentää sinkin siirtymisnopeutta ja vähentää siten ZCuzn40Pb2-lyijymessingin korroosionopeutta. RE-jalostuskäsittely voi poistaa epäpuhtaudet messinkimatriisista. Kun ZCuZn40Pb2-lyijymessinki sisältää epäpuhtauselementtejä, kuten O:ta ja S:tä, elektrodipotentiaaliero niiden ja matriisin välillä on suuri, muodostaen ensisijaisen akun ja kiihdyttäen korroosiota. Harvinaiset maametallit voivat olla vuorovaikutuksessa O:n, S:n ja muiden epäpuhtauksien kanssa. S tuottaa korkean sulamispisteen, matalatiheyksisiä harvinaisten maametallien yhdisteitä [81], jotka kelluvat helposti kuonaan, puhdistaen siten matriisin ja vähentäen korroosion nopeutta. Kun messingiin lisätään harvinaisia maametalleja, pintaan muodostuu erittäin ohut ja tiheä kerros harvinaisten maametallien oksideja. Se voi estää Zn- ja Cu-atomien diffuusion liuokseen, vähentää liukenemisnopeutta, mikä viivästyttää korroosiota ja parantaa lejeeringin sinkinpoistokorroosiokykyä.
image.png
3. Johtopäätös
(1) RE- tai B-puhdistuskäsittely voi jalostaa ZCuZn40Pb2:n as-cast-rakennetta. Jalostuskäsittely voi muuttaa messingin paksun pitkän sälerakenteen lyhyiksi ohuiksi listoiksi tai tasaakselisiksi kiderakenteiksi. B-jalostuskäsittelyn jalostusvaikutus on parempi kuin harvinaisten maametallien jauhatuskäsittelyn lisäämisen. Jalostuskäsittely voi muuttaa kuorikuppinäytteen pinnan karkeasta sileäksi. Karkea pintakerrosrakenne on pylväsmäisiä kiteitä ja sileä pintakerrosrakenne on tasaakselisia kiteitä.
(2) ZCuZn40Pb2-lejeeringin RE- tai B-jalostuskäsittely voi estää valetun messingin sinkinpoistokorroosiota. B-puhdistuskäsittelyn sinkinpoiston estokyky on selvempi kuin RE-puhdistuskäsittelyn.
