Odpornost brona proti koroziji
Bron je splošni izraz za vse bakrove zlitine razen medenine in belega bakra. Na splošno se imenuje glede na prvi glavni dodani element, kot je kositrni bron, aluminijev bron, silicijev bron, manganov bron itd. V primerjavi z medenino ima bron večjo trdnost in odpornost proti koroziji. V nekaterih okoljih ima bron slabšo odpornost proti koroziji kot beli baker. Kot strukturni materiali, odporni proti koroziji, so bolj praktični kositrni bron, aluminijev bron in silicijev bron. Spodaj so predstavljene lastnosti odpornosti proti koroziji teh treh zlitin. \
1. Kositrni bron
Obstajajo trije pogosto uporabljeni kositrni broni z vsebnostjo kositra 5 %, 8 % oziroma 10 %. Njihova odpornost proti koroziji narašča z večanjem vsebnosti kositra. Njegove mehanske lastnosti, odpornost proti obrabi in sposobnost ulivanja so boljši od čistega bakra, njegova odpornost proti koroziji pa je višja od bakra.
Kositrni bron ima dobro odpornost proti koroziji v atmosferi. V atmosferi na površini kositrovega brona nastane gost film kositrovega dioksida. Ko se vsebnost kositra poveča, postane film kositrovega dioksida gostejši in debelejši, odpornost proti koroziji pa je boljša. . Stopnja korozije zlitine Cu{0}}Sn v atmosferi je samo 0,00015 ~0,002 mm/leto, prav tako je zelo odporna proti koroziji v sladki in morski vodi (<0.05mm/year).
Ima tudi dobro odpornost proti koroziji v razredčenih neoksidirajočih kislinah in raztopinah soli; vendar v raztopinah dušikove kisline, klorovodikove kisline in amoniaka ni tako odporen proti koroziji kot čisti baker.
Bron z visoko vsebnostjo kositra (8% ~ 10%) ima visoko odpornost proti udarni koroziji. Kositrni bron ni nagnjen niti k razpokanju zaradi napetostne korozije niti k detin koroziji.
Ker ima kositrni bron dobro odpornost proti obrabi, se uporablja predvsem za izdelavo črpalk, ventilov, zobnikov, ležajev, ventilov in drugih delov, ki zahtevajo odpornost proti obrabi in koroziji.
2. Aluminijev bron
Vsebnost aluminija je običajno 9 % do 10 %, včasih pa so dodani Fe, Mn, Ni in drugi elementi. Njegove lastnosti litja niso tako dobre kot kositrni bron, vendar sta njegova trdnost in odpornost proti koroziji višji od kositrnega brona.
Visoka korozijska odpornost aluminijevega brona je predvsem posledica tvorbe gostega in trdno oprijetega mešanega oksidnega zaščitnega filma bakra in aluminija na površini zlitine, ki ima sposobnost samozdravljenja po poškodbi. Če so na površini zlitine napake, kot so vključki oksida, bo celovitost filma poškodovana in prišlo bo do lokalne korozije. Zato je odpornost aluminijastega brona proti koroziji povezana s proizvodnim procesom.
Na korozijsko odpornost aluminijevega brona vplivata sestava in struktura zlitine. Odpornost enofazne zlitine a proti koroziji z morsko vodo se poveča s povečanjem vsebnosti aluminija. Odpornost proti koroziji je najboljša, če binarni aluminijev bron vsebuje 8 % -9 % aluminija. Stopnja korozije večfazne zlitine a+B je višja kot pri enofazni zlitini. Martenzitna struktura Cu-Al zlitine z evtektoidno sestavo (11,9 % aluminija) je bolj odporna proti koroziji z morsko vodo kot perlitna struktura, ker se faza Y2 (anoda) izloča zaradi visoke vsebnosti aluminija med počasnim ohlajanjem, kar povzroči dealuminacijsko korozijo nagnjenost. Ko je vsebnost aluminija večja od 11,5 %, se poveča nagnjenost k deluminaciji zlitine Cu-Al.
Aluminijev bron je stabilen v sladki in morski vodi, v mineralnih vodah pa je celo odporen proti koroziji. Je zelo stabilen pri visoki temperaturi pare nad 300 stopinj. Mešanica hlapov in zraka ne vpliva na korozijo aluminijevega brona.
V kislih medijih ima aluminijev bron visoko odpornost proti koroziji. V žveplovi kislini je zelo odporen proti koroziji, tudi pri visokih koncentracijah (približno 75 %) in pri višjih temperaturah; prav tako je zelo odporen proti koroziji v razredčeni klorovodikovi kislini, vendar ne pri višjih koncentracijah (20 %) ali pri višjih temperaturah. Stabilen; v dušikovi kislini ni odporen proti koroziji; vendar je odporen proti koroziji v razredčenih raztopinah fosforne kisline, ocetne kisline, citronske kisline in drugih organskih kislin.
V alkalnih raztopinah lahko alkalije raztopijo zaščitni film, kar povzroči močno korozijo aluminijevega brona. Aluminijev bron z visoko vsebnostjo aluminija je nagnjen k napetostni koroziji, predvsem zaradi ločevanja aluminija na mejah zrn, kar povzroča selektivnost vzdolž meja zrn. Oksidacija spodbuja uničenje oksidnega filma pod stresom. Dodajanje manj kot 0.35 % Sn ali nizkotemperaturno žarjenje lahko učinkovito prepreči njegovo nagnjenost k koroziji.
3. Silicijev bron
Običajno uporabljeni silicijevi bronzi vključujejo nizko vsebnost silicija (1%~2%) in visoko vsebnost silicija (2,5%~3%). Prva ima podobne mehanske lastnosti kot medenina 70Cu-30Zn in se zlahka deformira pri hladni obdelavi, medtem ko je njena odpornost proti koroziji podobna kot pri čistem bakru; slednji ima visoko trdnost in boljšo odpornost proti koroziji kot čisti baker, bron z visoko vsebnostjo silicija pa pogosto vsebuje 1 %. Največja prednost silicijevega brona Mn so njegove odlične lastnosti pri litju in varjenju. Pogosto se uporablja za izdelavo skladiščnih rezervoarjev in druge kemične opreme, ki deluje pod pritiskom. Silicon bronze se ob udarcu ne iskri in je zato še posebej primeren za uporabo na območjih z nevarnostjo eksplozije.
