1. Messingin yleiset korroosio-ominaisuudet
Messinki on Cu-Zn-seos, jonka pääasiallisena seosaineena on Zn. Sitä kutsutaan messingiksi sen keltaisen värin vuoksi. Lisättyjen seosaineiden tyypin ja sisällön mukaan messinki voidaan jakaa kolmeen luokkaan: yksivaiheinen messinki, monivaiheinen messinki ja erikoismessinki. Kun sinkkipitoisuus on alle 36 %, muodostuu yksifaasinen kiinteä liuos, joten yksifaasista messinkiä kutsutaan myös messingiksi. Kun sinkkipitoisuus on 36 %-45%, siitä tulee + monimutkainen faasi messinki. Kun sinkkipitoisuus on yli 45 %, faasia on liikaa ja se on hauras eikä sillä ole käytännön arvoa. Erikoismessinki perustuu Cu-Zn:iin ja lisää Sn:tä, Mn:ää, Al:ta, Fe:tä, Ni:tä, Si:tä, Pb:tä ja muita alkuaineita.
Messinki syöpyy ilmakehässä erittäin hitaasti, korroosionopeus puhtaassa makeassa vedessä ei ole suuri ({{0}}.0025-0,025 mm/vuosi) ja meriveden korroosionopeus on hieman nopeampi ( 0.0075-0.1mm/vuosi). Veden fluoridilla on vain vähän vaikutusta messingin korroosioon, kloridilla on suurempi vaikutus ja jodidilla on vakava vaikutus. Vedessä, joka sisältää kaasuja, kuten O2, CO2, H2S, SO2, NH3 jne., messingin korroosionopeus kasvaa dramaattisesti. Se syöpyy erittäin helposti kivennäisvedessä, erityisesti Fe2(SO4)3:a sisältävässä vedessä. Se aiheuttaa vakavaa korroosiota typpihapossa ja suolahapossa, syövyttää hitaasti rikkihapossa ja kestää korroosiota NaOH-liuoksessa. Messingillä on parempi iskusorroosionkestävyys kuin puhtaalla kuparilla.
Erikoismessingillä on parempi korroosionkestävyys kuin tavallisella messingillä. Noin 1 % Sn:n lisääminen messingiin voi vähentää merkittävästi messingin sinkinpoistokorroosiota ja parantaa korroosionkestävyyttä merivedessä; Noin 2 % Pb:n lisääminen messingiin voi lisätä kulutuskestävyyttä, mikä vähentää huomattavasti sen korroosionopeutta virtaavassa merivedessä. Sinkkipoistokorroosion estämiseksi voidaan myös lisätä pieni määrä As, Sb ja P (0.02%~0.05%). ; laivastonsininen messinki sisältää 0,5% ~ 1,0% Mn, joka voi parantaa lujuutta ja jolla on hyvä korroosionkestävyys. . Messingissä, joka sisältää 65 % Cu ja 55 % Cu, käytetään 12 % -18 % Ni:tä korvaamaan osa Zn:stä. Koska väri on hopeanvalkoinen, sitä kutsutaan nikkelihopeaksi tai saksalaiseksi hopeaksi. Tällä seoksella on erinomainen korroosionkestävyys suoloissa, emäksissä ja hapettamattomissa hapoissa. Samaan aikaan, koska suuri määrä Ni:tä korvaa 2n:n, sinkinpoistoilmiötä ei ole. Edellä mainittujen korroosio-ominaisuuksien lisäksi messingillä on myös kaksi tärkeää korroosion muotoa, nimittäin sinkinpoistokorroosio ja jännityskorroosio.
2. Messingin jännityskorroosiohalkeilu
Messingin jännityskorroosiohalkeiluon vaikuttavia tekijöitä ovat syövyttävät väliaineet, jännitys, seoksen koostumus ja organisaatiorakenne. Tietty seos syöpyy ja halkeilee vain tietyissä väliaineissa ja tietyissä jännitysolosuhteissa.
(1) Syövyttävä aine
Vetojännityksen alainen messinki voi aiheuttaa jännityskorroosiota kaikissa ammoniakkia (tai NH4+) sisältävissä väliaineissa ja ilmakehässä, merivedessä, makeassa vedessä, korkean lämpötilan ja paineen alla olevassa vedessä sekä vesihöyryssä. Esimerkiksi messinkisten luodin koteloiden halkeilu kesän sadekauden aikana (tunnetaan myös kausiluonteisena halkeiluna) on tyypillinen esimerkki messingin jännityskorroosiohalkeilusta. Lisäksi messingin jännityskorroosiohalkeilumorfologia on jaettu rakeidenväliseen ja transgranulaariseen. Kalvon muodostavassa liuoksessa tapahtuu pääasiassa rakeiden välistä murtumaa, ja ei-kalvoa muodostavassa liuoksessa tapahtuu pääasiassa transgranulaarista murtumaa. Messingin jännityskorroosiohalkeilumekanismin uskotaan yleisesti olevan se, että kalvon muodostavassa liuoksessa messingin pinnalle muodostuu kerros kuparioksidikalvoa, jonka sitkeys on huono. Jännityksen ja jännityksen vaikutuksesta kuparioksidikalvo halkeilee hauraasti ja muodostuu sitten raerajoille. Kun tämä kalvo on hauras, halkeama ulottuu perusmetalliin ja pysähtyy liukumalla, jolloin halkeama kärki altistuu syövyttävälle liuokselle. Tämän jälkeen tapahtuu rakeiden välistä tunkeutumista, kalvon muodostumista, hauraita halkeamia ja halkeamien laajenemista. Tämä prosessi toistetaan. muodostaen lopulta porrastetun epäjatkuvan murtuman. Ei-kalvoa muodostavassa liuoksessa jännitys saa messingin pinnalla esiin nousevat dislokaatiot ensisijaisesti liukenemaan, mikä aiheuttaa halkeamien etenemisen polulla, jolla on suurin dislokaatiotiheys, ja aiheuttaa murtuman. Messingissä, jossa on alhainen sinkkipitoisuus, dislokaatiot ovat pääosin solujen muodossa ja raeraajat ovat suurimman dislokaatiotiheyden alueita, joten murtumia tapahtuu kidemuodossa. Messingissä, jossa on korkea sinkkipitoisuus, dislokaatiot ovat pääosin tasomaisia ja pinoamisvirheet ovat suurimman dislokaatiotiheyden alueita, joten tapahtuu transgranulaarista murtumaa. Lisäksi, koska sinkkiatomit erottuvat sijoiltaan jännityksen alaisena ja lisäävät aktiivisuutta dislokaatioissa, halkeamien kasvunopeus kasvaa sinkkipitoisuuden kasvaessa.
Kokeellinen tutkimus osoittaa, että ilmakehän joukossa teollisuusilmakehä aiheuttaa todennäköisimmin messingin jännityskorroosiohalkeilua ja sillä on lyhin murtumisikä; maaseutuilmapiiri on toiseksi todennäköisin ja meriilmapiiri vaikuttaa vähiten. Tämä erilainen vaikutus ilmakehän ympäristöön johtuu ilmakehän SO2-pitoisuuden erosta (teollisuusilmakehässä on eniten SO2:ta, maaseudun ilmakehässä SO2:ta vähemmän ja meriilmastossa SO2:ta lähes ei lainkaan).
Lyhyesti sanottuna messingin jännityskorroosiohalkeilua aiheuttavat aineet ovat pääasiassa ammoniakkia ja aineita, jotka voivat johtaa ammoniakkia eli sulfideja. Niistä ammoniakin rooli on tunnustettu, kun taas sulfidin rooli on epäselvä. Lisäksi höyryllä, hapella, SO2:lla, CO2:lla ja CN- on kiihdyttävä vaikutus jännityskorroosioon.
(2) Stressi
Vetojännitys on välttämätön ehto messingin jännityskorroosiohalkeilulle. Mitä suurempi vetojännitys, sitä suurempi jännityskorroosiohalkeilu
Mitä suurempi herkkyys. Matalan lämpötilan karkaisun käyttäminen jäännösvetolujuuden poistamiseksi voi suojata messinkiä jännityskorroosiohalkeilulta.
(3) Seoksen koostumus ja rakenne
Mitä korkeampi messingin sinkkipitoisuus on, sitä herkempi se on jännityskorroosiohalkeilulle. Mitä tulee sinkkipitoisuuden vähäisyyteen, jännityskorroosiota ei tapahdu. Tämä liittyy väliaineen ominaisuuksiin. Esimerkiksi messinki, jonka sinkkipitoisuus on alle 20 %, ei yleensä aiheuta jännityskorroosiota luonnossa, kun taas messinki, jonka sinkkipitoisuus on alhainen ammoniakkivedessä, aiheuttaa myös jännityskorroosiohalkeilua.
Muiden seoselementtien vaikutus jännityskorroosioon, Si voi tehokkaasti estää messingin jännityskorroosiohalkeilua. Si ja Mn voivat parantaa + ja messingin jännityskorroosionkestävyyttä. Ammoniakkiatmosfääriolosuhteissa Si, As, Ce, Mg ja muut alkuaineet parantavat messingin jännityskorroosionkestävyyttä. Ilmakehän olosuhteissa Si, Ce, Mg ja muut alkuaineet parantavat jännityskorroosion suorituskykyä. Teollisuuden ilmakehän altistustestien tulokset osoittavat, että Ai.Ni:n ja Sn:n lisääminen Cu-Zn-seoksiin voi vähentää jännityskorroosiotaipumusta.
