ทองเหลืองเป็นโลหะผสมทองแดงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่รู้จักกันดีในเรื่องคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมความสามารถในการสร้างที่ดีและรูปลักษณ์ที่น่าสนใจ ในฐานะซัพพลายเออร์โลหะผสมทองเหลืองที่เชื่อถือได้ฉันได้เห็นแอพพลิเคชั่นต่าง ๆ ของทองเหลืองในอุตสาหกรรมเช่นสถาปัตยกรรมการประปาไฟฟ้าและยานยนต์ อย่างไรก็ตามปัญหาหนึ่งที่มักเกี่ยวข้องกับลูกค้าของเราคือการกัดกร่อนของโลหะผสมทองเหลือง การทำความเข้าใจกลไกการกัดกร่อนของทองเหลืองเป็นสิ่งสำคัญในการสร้างความมั่นใจว่าประสิทธิภาพในระยะยาวและความทนทานของผลิตภัณฑ์ทองเหลือง ในบล็อกนี้เราจะเจาะลึกกลไกการกัดกร่อนหลักของโลหะผสมทองเหลือง
การกัดกร่อนทั่วไป
การกัดกร่อนทั่วไปหรือที่เรียกว่าการกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอเป็นชนิดของการกัดกร่อนที่พบบ่อยที่สุดในโลหะผสมทองเหลือง มันเกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวทั้งหมดของทองเหลืองถูกโจมตีอย่างสม่ำเสมอโดยสภาพแวดล้อมการกัดกร่อน ในที่ที่มีความชื้นและออกซิเจนชั้นบาง ๆ ของทองแดงออกไซด์และสังกะสีออกไซด์ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของทองเหลือง ชั้นออกไซด์เริ่มต้นนี้สามารถทำหน้าที่เป็นอุปสรรคในการป้องกันในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตามในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวเช่นผู้ที่มีความชื้นสูงสารละลายที่เป็นกรดหรือเป็นด่างหรือการปรากฏตัวของเกลือบางชั้นชั้นออกไซด์สามารถสลายได้และกระบวนการกัดกร่อนยังคงดำเนินต่อไป
ปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการกัดกร่อนทั่วไปของทองเหลืองมีความซับซ้อน ตัวอย่างเช่นในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดสังกะสีในทองเหลืองทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนไอออน ((H^+)) ตามสมการต่อไปนี้:
[zn+ 2H^+ \ RIGHTARROW ZN^{2+}+ H_2 \ UPARROW]
ทองแดงในทองเหลืองยังสามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและกรดทำให้เกิดเกลือทองแดง อัตราการกัดกร่อนทั่วไปขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการรวมถึงองค์ประกอบของโลหะผสมทองเหลืองค่า pH ของสภาพแวดล้อมอุณหภูมิและการปรากฏตัวของสารปนเปื้อนอื่น ๆ
เพื่อป้องกันการกัดกร่อนทั่วไปการรักษาพื้นผิวเช่นการชุบการทาสีหรือการใช้งานสามารถใช้งานได้ การรักษาเหล่านี้สามารถให้ชั้นป้องกันเพิ่มเติมบนพื้นผิวของทองเหลืองลดการสัมผัสระหว่างทองเหลืองและสภาพแวดล้อมการกัดกร่อน
การฆ่าเชื้อโรค
Dezincification เป็นกลไกการกัดกร่อนที่ไม่เหมือนใครและมีนัยสำคัญในโลหะผสมทองเหลือง มันเป็นกระบวนการกัดกร่อนแบบเลือกที่สังกะสีจะถูกลบออกจากทองเหลืองโดยเฉพาะทิ้งไว้ข้างหลังชั้นที่มีรูพรุนทองแดง กระบวนการนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในโลหะผสมทองเหลืองที่มีปริมาณสังกะสีค่อนข้างสูง (มักจะสูงกว่า 15%) ต่อหน้าน้ำและอิเล็กโทรไลต์
มีสองประเภทของ dezincification: plug - type dezincification และ layer - type dezincification ปลั๊ก - พิมพ์ dezincification จะปรากฏเป็นพื้นที่การกัดกร่อนที่มีการแปลในขณะที่เลเยอร์ - พิมพ์ dezincification เกิดขึ้นเป็นชั้นต่อเนื่องบนพื้นผิวของทองเหลือง
แรงผลักดันสำหรับ dezincification คือความแตกต่างในศักยภาพทางเคมีไฟฟ้าระหว่างทองแดงและสังกะสี สังกะสีมีการใช้งานทางเคมีไฟฟ้ามากกว่าทองแดงดังนั้นในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนอะตอมสังกะสีมักจะละลายในสารละลายเป็นไอออนสังกะสี ((Zn^{2+})) ทิ้งทองแดงไว้ข้างหลัง ปฏิกิริยาสามารถแสดงเป็น:
[zn \ rightarrow zn^{2 +} +2e^-]
อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวของสังกะสีจะถูกใช้โดยการลดลงของออกซิเจนหรือสารออกซิไดซ์อื่น ๆ ในสารละลาย
DEZINCIFICINT สามารถลดคุณสมบัติเชิงกลของผลิตภัณฑ์ทองเหลืองได้อย่างมีนัยสำคัญทำให้พวกเขาเปราะและมีแนวโน้มที่จะล้มเหลว เพื่อลดการ dezincification สามารถใช้โลหะผสมทองเหลืองต่ำ - ทองเหลืองหรือองค์ประกอบผสมเช่นสารหนู (AS), พลวง (SB) หรือฟอสฟอรัส (P) สามารถเพิ่มลงในทองเหลืองได้ องค์ประกอบเหล่านี้สามารถยับยั้งกระบวนการ dezincification โดยการสร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวของทองเหลือง
การร้าวการกัดกร่อนของความเครียด (SCC)
การร้าวการกัดกร่อนของความเครียดเป็นกลไกการกัดกร่อนที่ซับซ้อนซึ่งเกิดขึ้นเมื่อโลหะผสมทองเหลืองสัมผัสกับสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนที่เฉพาะเจาะจงในขณะที่อยู่ภายใต้แรงดึง การรวมกันของความเครียดและการกัดกร่อนสามารถนำไปสู่การเริ่มต้นและการแพร่กระจายของรอยแตกในทองเหลืองซึ่งในที่สุดอาจทำให้เกิดความล้มเหลวของส่วนประกอบ
ความเครียดที่จำเป็นสำหรับ SCC อาจเป็นความเครียดภายนอกเช่นความเครียดที่ใช้ในระหว่างกระบวนการผลิตหรือติดตั้งหรือความเครียดภายในเช่นความเครียดที่เหลือจากการทำงานเย็นหรือการรักษาความร้อน สภาพแวดล้อมการกัดกร่อนสำหรับ SCC ทองเหลืองมักจะมีแอมโมเนียหรือแอมโมเนียซึ่งมีสารประกอบรวมถึงเกลือและกรดบางชนิด
กลไกของ SCC ในทองเหลืองเกี่ยวข้องกับการดูดซับของสปีชีส์กัดกร่อนบนพื้นผิวของทองเหลืองซึ่งทำให้พันธะอะตอมลดลงที่ปลายรอยแตก ความเครียดจะทำให้รอยแตกแพร่กระจายผ่านวัสดุ เมื่อรอยแตกถึงขนาดวิกฤตส่วนประกอบสามารถล้มเหลวได้อย่างกะทันหัน
เพื่อป้องกัน SCC เป็นสิ่งสำคัญที่จะลดระดับความเครียดในส่วนประกอบทองเหลือง สิ่งนี้สามารถทำได้ผ่านการออกแบบที่เหมาะสมการรักษาความร้อนเพื่อบรรเทาความเครียดที่เหลือและหลีกเลี่ยงการใช้ทองเหลืองในสภาพแวดล้อมที่มีแอมโมเนียหรือสารเคมีก้าวร้าวอื่น ๆ
การกัดกร่อนของกัลวานิก
การกัดกร่อนของกัลวานิกเกิดขึ้นเมื่อโลหะหรือโลหะผสมสองชนิดที่แตกต่างกันอยู่ในการสัมผัสทางไฟฟ้าในที่ที่มีอิเล็กโทรไลต์ ในกรณีของทองเหลืองหากสัมผัสกับโลหะที่มีเกียรติมากขึ้น (เช่นสแตนเลส) หรือโลหะที่สูงส่งน้อยกว่า (เช่นอลูมิเนียม) ในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเซลล์กัลวานิกจะเกิดขึ้น
ยิ่งโลหะที่ใช้งานมากขึ้น (ขั้วบวก) จะกัดกร่อนได้ดีกว่าในขณะที่โลหะมีเกียรติมากขึ้น (แคโทด) จะได้รับการปกป้อง ตัวอย่างเช่นหากทองเหลืองสัมผัสกับอลูมิเนียมในสภาพแวดล้อมของน้ำเค็มอลูมิเนียมจะทำหน้าที่เป็นขั้วบวกและกัดกร่อนในขณะที่ทองเหลืองจะทำหน้าที่เป็นแคโทดและได้รับการปกป้อง
อัตราการกัดกร่อนของกัลวานิกขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการรวมถึงความแตกต่างในศักยภาพทางเคมีไฟฟ้าระหว่างสองโลหะอัตราส่วนพื้นที่ของขั้วบวกต่อแคโทดค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์และอุณหภูมิ เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของกัลวานิกมาตรการต่าง ๆ เช่นการป้องกันโลหะทั้งสองจากกันและกันโดยใช้การเคลือบหรือปะเก็นเพื่อแยกพวกมันออกหรือใช้ขั้วบวกเสียสละ
แอปพลิเคชันและการพิจารณาการกัดกร่อน
โลหะผสมทองเหลืองถูกใช้ในแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายและแอปพลิเคชันที่แตกต่างกันอาจเผชิญกับความท้าทายการกัดกร่อนที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น,รูปทรงทองเหลืองและท่อกลมทองเหลืองมักใช้ในระบบประปา ในการใช้งานเหล่านี้หลอดทองเหลืองจะสัมผัสกับน้ำซึ่งอาจมีเกลือและก๊าซละลายต่างๆ ดังนั้นการป้องกันการกัดกร่อนทั่วไปและ dezincification จึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพระยะยาวของหลอด
ก้านรูปทองเหลืองมักใช้ในการใช้งานเชิงกลและไฟฟ้า ในการใช้งานเชิงกลแท่งทองเหลืองอาจต้องเผชิญกับความเครียดดังนั้นจึงต้องพิจารณาการแตกร้าวของการกัดกร่อนความเครียด ในการใช้งานไฟฟ้าแท่งทองเหลืองจำเป็นต้องรักษาค่าการนำไฟฟ้าที่ดีและการกัดกร่อนอาจส่งผลกระทบต่อการนำไฟฟ้าของวัสดุ
บทสรุป
ในฐานะซัพพลายเออร์โลหะผสมทองเหลืองฉันเข้าใจถึงความสำคัญของการต้านทานการกัดกร่อนในผลิตภัณฑ์ทองเหลือง ด้วยการทำความเข้าใจกลไกการกัดกร่อนที่แตกต่างกันของโลหะผสมทองเหลืองเราสามารถให้บริการโซลูชั่นที่เหมาะสมแก่ลูกค้าเพื่อป้องกันการกัดกร่อนและให้แน่ใจว่าคุณภาพและความทนทานของผลิตภัณฑ์ของเรา
หากคุณมีความสนใจในผลิตภัณฑ์โลหะผสมทองเหลืองของเราหรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการป้องกันการกัดกร่อนโปรดติดต่อเราสำหรับการอภิปรายเพิ่มเติมและการจัดหาที่อาจเกิดขึ้น เรามุ่งมั่นที่จะมอบโลหะผสมทองเหลืองที่มีคุณภาพสูงและการสนับสนุนทางเทคนิคที่ยอดเยี่ยม
การอ้างอิง
- Uhlig, HH, & Revie, RW (1985) การควบคุมการกัดกร่อนและการกัดกร่อน: บทนำสู่วิทยาศาสตร์การกัดกร่อนและวิศวกรรม John Wiley & Sons
- Fontana, MG (1986) วิศวกรรมการกัดกร่อน McGraw - Hill
- Davis, jr (ed.) (2001) โลหะผสมทองแดงและทองแดง ASM International
