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船用海上工程耐海水腐蚀C70600白铜冷凝管用铜镍合金详解

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发布时间:2021-09-18 12:56:07

船用海上工程耐海水腐蚀白铜冷凝管用铜镍合金的分析:

铜镍合金管是电力、造船、石油化工、海洋工程等工业部门重要的原材料。B10和B30白铜合金是目前应用最广泛的耐海水腐蚀铜合金,但其价格昂贵,耐海水冲刷腐蚀性能一般,有待进一步提高。研制低成本、高强度、良好加工性能及高耐海水腐蚀性能的新型热交换用管系材料,对相关领域保持持续健康发展具有很大的促进作用。从降低成本和提高耐腐蚀性能方面综合考虑,本文通过减少B10合金中Ni的含量以降低材料成本,设计了低镍铜合金Cu3Ni1.2Fe1Mn,并在此基础上加入不同含量的合金元素Ti改善合金的性能。另外在不显著提高合金成本的情况下,本文通过在B10合金中加入稀土元素Y,研究不同含量的稀土Y对B10合金组织和性能的影响。  

分析结果表明如下:

(1)新低镍合金中加入少量Ti后,合金热处理时起到固溶强化、时效强化作用,基体中弥散析出了第二相,组织细化,强度、硬度随Ti含量的增加明显增大,高于B10合金,塑性则有一定下降,但不显著。加适量Ti的合金人工海水浸泡后出现均匀、致密的表面膜,没有明显的腐蚀坑,不加Ti的合金和加2%Ti的合金腐蚀表面粗糙,有明显的点蚀等局部腐蚀特征,腐蚀性能较差。腐蚀失重结果表明,加1%和1.5%Ti的合金腐蚀速率相对较小,在静态海水中的耐腐蚀性能已接近B10合金。不加Ti的合金临界流速较低,冲刷腐蚀时表面膜受流动海水作用而机械剥离,腐蚀表面不能形成均匀、致密覆盖表面的腐蚀产物膜;加入Ti后增加了表面膜和基体的结合力,提高了在海水中的临界流速,表面逐渐形成均匀、致密的腐蚀产物膜,抗人工海水冲刷腐蚀性能明显提高。冲刷腐蚀失重表明,加1.5%Ti的合金抗冲刷腐蚀性能最好,高于B10合金。加入适量的合金元素Ti后,动电位极化曲线左移,腐蚀电流密度ic减少,合金的耐腐蚀性能提高。电化学阻抗谱分析得出一致的规律,合金中加入一定量的Ti,合金的膜层电阻Rf和电荷转移电阻R1增加,耐腐蚀性能提高。  

(2)B10合金中添加适量稀土元素Y能够有效去除O、S、P等杂质元素,同时细化了组织,提高了合金的强度和硬度,而塑性变化不明显。加入过量稀土Y,则反而降低合金塑性。不加稀土Y的合金浸泡腐蚀后表面有点蚀、溃疡腐蚀等局部腐蚀。加稀土Y后,腐蚀表面平整、致密,无明显腐蚀坑,腐蚀类型主要为均匀腐蚀。腐蚀欠重结果表明,稀土加入量为0.04%的合金,静态腐蚀性能最好。不加稀土Y合金的强度、硬度较低,腐蚀表面受流动海水及海水中杂质的冲刷作用,腐蚀表面不能形成均匀、致密覆盖表面的腐蚀产物膜,表面粗糙;B10合金中加入稀土Y后增加了表面膜和基体的结合力,提高了在海水中的临界流速,表面有一层较薄的均匀、致密覆盖表面的腐蚀产物膜。B10合金中加入少量的Y,动电位极化曲线也向左移,腐蚀电流密度ic提高,耐腐蚀性能提高。


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