1.黃銅的一般腐蝕特性

黃銅是以Zn為主要合金元素的Cu-Zn合金，因其呈黃色而稱為黃銅。依據(jù)所加合金元素的種類和含量的不同，黃銅可分為單相黃銅、復(fù)相黃銅及特殊黃銅三大類。當(dāng)鋅含量小于36%時，構(gòu)成單相的α固溶體，因此單相黃銅又稱α黃銅。當(dāng)鋅含量為36%-45%時，成為α+β復(fù)相黃銅。當(dāng)鋅含量大于45%時，因β相太多，脆性大，無實用價值。特殊黃銅是在Cu-Zn的基礎(chǔ)上，又加入了Sn，Mn，Al，F(xiàn)e、Ni，Si，Pb等元素。

黃銅在大氣中腐蝕很慢，在純凈的淡水中腐蝕速率也不大（0.0025-0.025mm/年），在海水中腐蝕稍快（0.0075-0.1mm/年）。水中的氟化物對黃銅的腐蝕影響很小，氯化物影響較大，而碘化物則有嚴(yán)重影響。在含有O2，CO2，H2S，SO2，NH3等氣體的水中，黃銅的腐蝕速率劇增。在礦水尤其是含Fe2(SO4)3的水中極易腐蝕。在硝酸和鹽酸中產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，在硫酸中腐蝕較慢，而在NaOH溶液中則耐蝕。黃銅耐沖擊腐蝕性能比純銅好。
特殊黃銅的耐蝕性比普通黃銅好。在黃銅中加人約1%的Sn，可顯著降低黃銅的脫鋅腐蝕及提高在海水中的耐蝕性；在黃銅中加入約2%Pb，可以增加耐磨性能，因而大大降低了它在流動海水中的腐蝕速率。為了防止脫鋅腐蝕，還可加入少量的As，Sb、P（0.02%~0.05%）；在海軍黃銅中含有0.5%~1.0%Mn，可提高強度，并兼有很好的耐蝕性。在含65%Cu及55%Cu的黃銅中用12%-18%Ni代替部分Zn，由于色澤呈銀白，故稱為鎳銀或德國銀。這種合金在鹽、堿及非氧化性酸中具有很優(yōu)良的耐蝕性能。同時由于大量的Ni代替了2n，故沒有脫鋅現(xiàn)象。黃銅除了上述腐蝕特性外，還有兩種重要的腐蝕形式，即脫鋅腐蝕和應(yīng)力腐蝕。

2、黃銅的應(yīng)力腐蝕破裂

影響黃銅應(yīng)力腐蝕破裂的因素有腐蝕介質(zhì)、應(yīng)力、合金成分與組織結(jié)構(gòu)。某種合金只有在一定介質(zhì)及特定應(yīng)力條件下，才會發(fā)生腐蝕破裂。

（1）腐蝕介質(zhì)

受拉應(yīng)力的黃銅在一切含氨（或NH4+）介質(zhì)及大氣、海水、淡水、高溫高壓水、水蒸氣中都可產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。例如，黃銅子彈殼在夏季的雨季中出現(xiàn)的開裂（也稱為季裂）就是典型的黃銅應(yīng)力腐蝕破裂例子。此外，黃銅的應(yīng)力腐蝕破裂形態(tài)分為沿晶型和穿晶型，在成膜溶液中主要產(chǎn)生沿晶型斷裂，在不成膜溶液中主要產(chǎn)生穿晶型斷裂。黃銅的應(yīng)力腐蝕破裂機制通常認為，在成膜溶液中，黃銅表面形成一層韌性較差的氧化亞銅膜，在應(yīng)力應(yīng)變作用下氧化亞銅膜發(fā)生脆性破裂，進而在晶界處成膜，這層膜脆裂后使裂紋擴展到基體金屬并因滑移而中止，使裂紋尖端暴露在腐蝕溶液中，隨后又產(chǎn)生晶間滲透、成膜、脆裂、裂紋擴展，此過程反復(fù)進行，***終形成階梯狀間斷性斷口。在不成膜溶液中，應(yīng)力使黃銅表面的露頭位錯優(yōu)先溶解，導(dǎo)致裂紋沿位錯密度***高的途徑擴展并引起斷裂。在鋅含量較低的黃銅中，位錯主要是胞狀形態(tài)，晶界是***大位錯密度區(qū)，故產(chǎn)生沿晶型斷裂。在鋅含量較高的黃銅中，位錯主要是平面狀形態(tài)，堆垛層錯是***大位錯密度區(qū)，故產(chǎn)生穿晶型斷裂。此外，由于鋅原子在應(yīng)力作用下在位錯處偏聚，增加位錯處的活性，因此裂紋擴展速率將隨著鋅含量的增加而增加。
實驗研究表明，大氣中，工業(yè)大氣***容易引起黃銅的應(yīng)力腐蝕破裂，且斷裂壽命***短；鄉(xiāng)村大氣次之；海洋大氣的影響***小。大氣環(huán)境中的這種不同影響，是大氣中SO2含量的差異造成的（工業(yè)大氣中含SO2***多，鄉(xiāng)村大氣中含SO2較少，海洋大氣中幾乎不含SO2）。
總之，引起黃銅應(yīng)力腐蝕破裂的物質(zhì)主要是氨和能派生氨的物質(zhì)，或硫化物。其中氨的作用是公認的，而硫化物的作用還不清楚。此外，蒸氣、氧、SO2、CO2、CN-對應(yīng)力腐蝕具有加速作用。

（2）應(yīng)力
拉應(yīng)力是黃銅發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的必要條件。拉應(yīng)力越大，應(yīng)力腐蝕破裂

敏感性越高。用低溫回火的方法消除殘余張應(yīng)力，可使黃銅免受應(yīng)力腐蝕破裂。

（3）合金成分與組織結(jié)構(gòu)

黃銅中鋅含量越高，其應(yīng)力腐蝕破裂敏感性越大。至于鋅含量低到多少就不發(fā)生應(yīng)力腐蝕，這與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。例如，含鋅量低于20%的黃銅，在自然環(huán)境中一般不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，而在氨水中低鋅黃銅也產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。

其他合金元素對應(yīng)力腐蝕的影響，Si可有效地防止α黃銅的應(yīng)力腐蝕破裂。Si、Mn能改善α+β和β黃銅的耐應(yīng)力腐蝕的性能。在氨氣氛條件下，Si，As，Ce，Mg等元素改善α黃銅的抗應(yīng)力腐蝕性能。在大氣條件下，Si，Ce、Mg等元素改善應(yīng)力腐蝕性能。在工業(yè)大氣暴露試驗的結(jié)果表明，Cu-Zn合金中加入Ai.Ni、Sn可減輕應(yīng)力腐蝕傾向。

來源：機械小眾

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