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首页 > 舰船和海洋工程用铜合金金属腐蚀专题 > 腐蚀行为
总体概况
在过去的几十年，数以千万吨的黄铜被投入到人们的生产生活当中，特别是在海洋工程、舰船制造业中，黄铜发挥了极其重要的作用。在黄铜的发展过程中，人们通过在简单黄铜中添加少量的合金元素研究了不同合金元素对黄铜组织性能的影响。通过改变热处理的温度、冷却速率研究了热处理对黄铜组织性能的影响；通过电化学设备研究了黄铜脱锌腐蚀、点蚀、电偶腐蚀等常见腐蚀的作用机理；通过XRD、EDS、XPS、SEM、TEM研究了黄铜腐蚀产物膜的成分和结构；通过晶界工程研究了黄铜中特殊晶界的分布情况。这一系列的研究使得黄铜已成为一种日益成熟的材料，广泛应用于人们的生产生活。
详细介绍
常见的海洋工程用黄铜的牌号有HSn70-1、HNi65-5、HNi56-3、HA177-2、HMn58-2、ZCuZn40Mn3Fe1、ZCuZn40Mn2、HFe59-1-1和HFe58-1-1,其成分见表1
表1 常见海洋工程用黄铜的牌号及成分
HSn70-1锡黄铜在舰船制造业当中有着极其广泛的应用，有“海军黄铜”的美誉。该黄铜是通常含有微量砷的铜锌锡三元系的α单相黄铜，在中国国家标准（GB5232-85）分类中HSn70-1被列为加砷黄铜，我们根据主要添加元素（少于Cu和Zn）的多少将该黄铜归为锡黄铜。众所周知，简单黄铜的强度硬度中等，耐蚀性也一般。然而，通过在简单黄铜中加入0.5%-1.5%的Sn,可提高合金的强度和硬度以及在海水中的耐蚀性，同时还可以改善黄铜的切削加工性能。需要注意的是：HSn70-1有应力腐蚀破裂倾向，对冷加工管材必须进行消除应力低温退火；同时HSn70-1热压加工时易裂，因此要严格控制杂质的含量。
HNi65-5和HNi56-3是常见的镍黄铜。通过在简单黄铜中加入适量的Ni元素，可以扩大α相区，将双相黄铜转变成单相黄铜，提高黄铜的耐蚀性和可加工性。镍黄铜还具有较好的减摩性和良好的力学性能，在冷态和热态下压力加工性能极好，对脱锌和“季裂”比较稳定，导热导电性低，常用于制造海船工业的压力表及冷凝管等。但因镍的价格较贵，故HNi65-5和HNi56-3应用的范围不是特别广泛。
HA177-2是典型的铝黄铜。当受到腐蚀介质侵蚀时，黄铜表面会形成一层致密的、与基体紧密结合的Al2O3氧化膜，这层氧化膜能够保护内部组织结构不受侵蚀破坏。除了具有良好的耐蚀性能，HA177-2铝黄铜还具有较高的强度和硬度，良好的塑性，可在冷态、热态下进行压力加工，同时还耐冲击腐蚀，常用于船舶的冷凝管及其他耐蚀零件。需要注意的是HA177-2黄铜有脱锌及腐蚀破裂倾向，因此在选用材料时应考虑这点。除了HA177-2之外，ZCuZn25Al6Fe3Mn3、ZCuZn26Al4Fe3Mn3和ZCuZn31Al2等铸造铝黄铜在海洋工程当中也有着较为广泛的应用。
HMn58-2是常见的锰黄铜。Mn元素的加入细化了晶粒，提高了黄铜的强度、硬度及在海水、热蒸汽中的耐蚀性，因此，HMn58-2在海水、过热蒸气和氯化物中有较高的耐蚀性。此外，HMn58-2力学性能良好，易于在热态下进行压力加工，冷态下压力加工性尚可。需要注意的是HMn58-2有腐蚀破裂倾向，在选材及设计零部件时应考虑到这点。在海洋工程中锰黄铜也常常以铸造态的形式出现。例如，ZCuZn40Mn3Fe1可用于制造耐海水腐蚀的零件、300℃以下工作的管配件和船用螺旋桨等大型铸件；ZCuZn40Mn2能够用于制造在空气、淡水、海水、蒸汽（300℃以下）和各种液体燃料中工作的零件、阀体和接头等。
HFe59-1-1和HFe58-1-1是最常见的两种铁黄铜。铁在黄铜中以富铁相的微粒析出，作为“晶核”细化黄铜的铸造组织，并能阻止再结晶晶粒长大，从而提高黄铜的力学性能和工艺性能。铁黄铜中的铁含量通常不超过1.5%,铁含量过高，富铁相增加，会由于产生富铁相的偏析而降低合金的耐蚀性。为了避免Fe从固溶体中析出造成的危害，Fe常与Mn配合使用，以改善耐蚀性。HFe59-1-1和HFe58-1-1具有较高的强度、韧性，良好的减摩性，在大气、海水中的耐蚀性高（但有腐蚀破裂倾向），热态下塑性良好，常用于制作在摩擦和受海水腐蚀条件下工作的结构零件。