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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
详细介绍
铜镍合金在海水中的腐蚀机理，说简单也简单，说复杂也复杂。
之所以说简单，是因为从宏观上讲，铜镍合金在海水中的腐蚀机理与纯铜和其他铜合金十分相似，因为它们的主体元素都是铜，其腐蚀机理可以通过B10铜镍合金在充气和除气海水中腐蚀行为的Evans图（图1）进行解释。图中AB线表示铜镍合金在充气海水中的阴极反应过程，主要以氧去极化剂的还原反应进行：
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- （1.1）
图中CD线为铜镍合金在充气海水中不发生钝化的阳极反应过程，图中CT1、CT2、CT3线为铜镍合金在充气海水中发生钝化的阳极反应过程。
当电位区间在E2与ECu/Cu2O之间时，此区域为活化区，B10铜镍合金以Cu+的形式溶解并与Cl-进行络合，铜镍合金在海水中发生的阳极反应如下：
Cu+ + Cl- → CuClads + e- （1.2）
CuClads + Cl- → CuCl2- （1.3）
当电位区间在ECu/Cu2O与ECu2O/ Cu2（OH）3Cl之间，此区域为钝化区，溶解的CuCl2-发生沉积反应，形成Cu2O膜，Cu2O膜为保护性腐蚀产物膜，阻碍Cl-向电极表面扩散，铜镍合金在海水中发生的阳极反应如下：
CuCl2- + H2O → Cu2O + 2H+ + 4Cl- （1.4）
当电位区间大于ECu2O/ Cu2（OH）3Cl时，Cu2O膜被氧化，生成疏松多孔，且保护性较差的Cu2（OH）3Cl膜，阳极极化电流密度迅速增加，铜镍合金在海水中发生的阳极反应如下：
Cu2O + 2Cl- + 2H2O + 1/2O2 → Cu2（OH）3Cl + OH- （1.5）
因此，像多数铜合金一样，B10铜镍合金在充气海水中腐蚀产物膜具有双层腐蚀产物膜特征，内层膜为结构致密、有保护性的Cu2O膜，外层膜为疏松多孔、无保护性的Cu2（OH）3Cl膜[48, 57-64].一般认为，B10铜镍合金在海水中的耐蚀性主要归因于具有保护性的Cu2O膜。
图中EF线表示铜镍合金在除气海水中阴极反应过程，由于缺少氧去极化剂，阴极反应只能以析氢反应进行，因此B10铜镍合金在除气海水中腐蚀速率低，不发生钝化，也不形成腐蚀产物膜。
图1 B10铜镍合金在充气和除气海水中的腐蚀行为[56]
铜镍合金在海水中的腐蚀机理的复杂性，也恰恰来源于所谓的“具有双层结构的腐蚀产物膜”.关于B10铜镍合金在海水环境中的腐蚀产物膜的形成过程、腐蚀产物膜的结构、Ni和Fe等合金元素在腐蚀产物膜中的存在形式及其作用等问题，虽然研究的不少，但是存在的疑云还很多。目前，不仅仅局限于国内，全世界范围内铜镍合金管过早失效的案例也时有发生，这一现象，与对上述系列问题的研究不透彻、认识有局限，有内在联系。