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新型耐蚀高锌黄铜的研究

刘坚锋  
【摘要】: 卫生洁具、水暖器材用黄铜管是建筑工业的重要基础材料,研制新型无砷且耐腐蚀性好的卫生洁具、水暖器材用黄铜材料,是工业与科研领域的重要课题。本文通过添加Sn、Ce、Al、B四种合金元素,研制出了一种新型无As的高锌复杂黄铜,同时在此基础上比较了Ce、La及Y对试验合金耐腐蚀性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、X-射线能谱分析(EDAX)、X-射线衍射(XRD)、静态腐蚀试验以及拉伸试验与电化学腐蚀试验,研究了Sn、Ce、Al、B等合金元素对该合金组织和性能的影响。得到主要结论如下: 适量Sn、Ce、Al、B加入后对提高合金的耐脱锌腐蚀、耐海水腐蚀、耐点蚀和综合力学性能都有一定的效果。该复杂黄铜室温主要相是β′相,它只适合于在铸态及热加工状态下使用。 电化学试验表明,当合金成份为1.5%Sn、0.05%Ce、1.5%Al、0.05%B、60.5%Cu、36.4%Zn时,合金的致钝电流密度和腐蚀速率都最小,在腐蚀过程中容易发生钝化反应,形成复合钝化膜。该膜均匀、致密、与基体结合良好,能有效地抑制脱锌,提高耐蚀性。 450℃、1小时的消除应力退火是耐腐蚀性能和力学性能较优的热处理工艺。退火后组织为(β′+α+γ)三相组织,其中,β′相是基体相,α相呈针状分布在基体上,γ相呈粒状分布在基体上。 稀土元素La、Y及Ce对试验合金耐蚀性的影响各不相同。含Ce的试验合金的耐蚀性优于含La与Y的试验合金。 组织和性能分析表明,添加适量Sn、Ce、Al、B的高锌黄铜完全可以代替目前应用的含砷黄铜,解决了加As引起的有害影响。


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