铜业百科 | 铜合金的腐蚀现象

2023-01-04 10:59:01 来源：保定大泽铜业有限公司、百度百科

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简介：铜合金属于金属材料。由于铜合金具有良好的耐腐蚀性，在当今社会，目前广泛应用于交通、电子、建筑、航空航天等行业。今天跟小编一起了解一下铜合金腐蚀的相关知识。

铜合金属于金属材料。由于铜合金具有良好的耐腐蚀性，在当今社会，目前广泛应用于交通、电子、建筑、航空航天等行业。今天跟小编一起了解一下铜合金腐蚀的相关知识。

铜合金腐蚀(Corrosion of Copper Allov)是铜合金在与大气和海洋环境相互作用的过程中，表面能生成钝态或半钝态的保护薄膜，使多种腐蚀受到抑制。

铜合金在一般介质中以均匀腐蚀为主，在有氨存在的溶液中有较强的应力腐蚀敏感性，也存在电偶腐蚀、点蚀、磨损腐蚀等局部腐蚀形式。黄铜脱锌、铝青铜脱铝，白铜脱镍等脱成分腐蚀是铜合金独有的腐蚀形式。

铜合金

海洋环境腐蚀

铜合金在海洋环境的腐蚀除了海洋大气区之外，还有海水飞溅区、潮差区和全浸区等。

大气腐蚀

金属材料的大气腐蚀主要取决于大气中的水汽和材料表面的水膜。金属大气腐蚀速度开始急剧增加时的大气相对湿度称为临界湿度，铜合金与其他很多金属的临界湿度在50%～70%之间，大气中的污染对铜合金的腐蚀有明显的增强作用。城市工业大气的C02，SO2，NO2等酸性污染物溶解于水膜中，发生水解，使水膜酸化和保护膜不稳定。植物的腐烂和工厂排放的废气，使大气中存在氨和硫化氢气体，氨明显加速铜和铜合金的腐蚀特别是应力腐蚀。

飞溅区腐蚀

铜合金在海水飞溅区的腐蚀行为和在海洋大气区的十分接近。对苛刻的海洋大气具有良好抗蚀性的任何一种铜合金，在飞溅区也会有良好的耐蚀性。飞溅区提供了充分的氧气对钢的腐蚀起到加速作用，但可使铜及铜合金更容易保持钝态。暴露于飞溅区铜合金的腐蚀速度通常不超过5μm/a。

全浸区腐蚀

暴露于全浸区铜合金的腐蚀速度最快。其耐蚀性受海水温度、流速、海洋生物附着、泥沙冲刷沉积和海水污染情况的影响较大。材料的加工状态也是十分敏感的影响因素。铜镍合金、铝黄铜、铝青铜、锡青铜、海军黄铜等是在全浸区耐蚀性优良的铜合金材料。多数铜合金在全浸区都具有优良的抗海洋生物附着性能。而铝黄铜等其他抗污性能差的铜合金，在附着的海洋生物下容易产生局部腐蚀。

潮差区腐蚀

铜和铜合金在潮差区受到的腐蚀，比全浸区轻，比飞溅区重，以均匀腐蚀为主，也有局部腐蚀发生。有些现象，如在潮差区，紫铜出现坑蚀，高锌黄铜出现严重脱锌等，都和全浸区的腐蚀结果类似；锡青铜在潮差区的耐蚀性却不如其他铜合金，这情况与铜tong飞溅区及海洋大气的腐蚀结果类似，而不同于全浸区的耐蚀性排序。铜镍合金，铝黄铜等钝化能力较强的铜合金，在潮差区的腐蚀速度比全浸区的明显下降。

应力腐蚀

黄铜的季裂是铜合金应力腐蚀的典型代表。季裂发现于20世纪初，是指弹壳上向弹头皱缩的部位出现裂纹。这种现象常发生在热带，特别是在阴雨季节，因此称为季裂。因为与氨或氨的衍生物有关，故也称氨裂。事实上，氧及其他氧化剂的存在，水的存在，也都是黄铜发生应力腐蚀的重要条件。能引起铜合金发生应力腐蚀断裂的其他环境有：受到SO2严重污染的大气、淡水、海水；用来清洗部件的硫酸、硝酸、蒸汽以及酒石酸、醋酸、柠檬酸等水溶液、氨和水银等。

铜合金腐蚀

脱成分腐蚀

黄铜脱锌是铜合金脱成分腐蚀中最典型的一种，它可以伴随应力腐蚀过程同时发生，也可以单独发生。脱锌有两种形式：一种是层状脱落型脱锌，呈均匀腐蚀的形式，对材料使用相对危害性小；另一种是纵深栓状发展型脱锌，呈坑状腐蚀形式，使材料强度明显下降，危害性较大。

发展展望

铜合金腐蚀行为的研究，正在从两个方面发展，即介质的腐蚀性研究和铜合金自身腐蚀敏感性研究，二者相辅相成，推动着铜合金的研究发展及更广泛的应用。针对一定的腐蚀介质，确定使用寿命及价格都满足要求的合金称为选材，这方面的工作在铜合金的工程需求下必将继续开展。缓蚀剂的研究也将是这方面工作的一部分。改变铜合金腐蚀敏感性的研究又可分为开发耐蚀新合金，改进传统合金的加工热处理工艺以及通过表面处理提高耐蚀性能。在铜合金冷凝管中，国外有耐污染海水的AP青铜，中国在加砷黄铜HSn70一1A的基础上研制出加砷加硼的HSn70一1B新牌号，使黄铜脱锌得到进一步改善。经过适当加工热处理工艺使铜镍合金避免出现非连续沿晶析出，可大大提高传统白铜材料的抗局部腐蚀性能。对铜合金晶界结构与耐蚀性关系的研究，有望将铜合金的耐腐蚀性能提高一个较大的幅度。

在表面处理方面，黄铜抗变色抗季裂的表面处理，尚未有理想的配方和工艺，尚需进一步研究和开发。事实上，铜合金的表面预成膜处理对延长其使用寿命非常重要，这方面的研究工作尚需投入更多的力量，而研究成果的推广应用同样不可忽视。