新型耐海水腐蝕冷凝管用白銅合金的研究.pdf

1、銅鎳合金管是電力、造船、石油化工、海洋工程等工業(yè)部門重要的原材料。B10和B30白銅合金是目前應用最廣泛的耐海水腐蝕銅合金，但其價格昂貴，耐海水沖刷腐蝕性能一般，有待進一步提高。研制低成本、高強度、良好加工性能及高耐海水腐蝕性能的新型熱交換用管系材料，對相關領域保持持續(xù)健康發(fā)展具有很大的促進作用。從降低成本和提高耐腐蝕性能方面綜合考慮，本文通過減少B10合金中Ni的含量以降低材料成本，設計了低鎳銅合金Cu3Ni1.2Fe1Mn，并在此基

2、礎上加入不同含量的合金元素Ti改善合金的性能。另外在不顯著提高合金成本的情況下，本文通過在B10合金中加入稀土元素Y，研究不同含量的稀土Y對B10合金組織和性能的影響。
　　 研究表明：(1)新低鎳合金中加入少量Ti后，合金熱處理時起到固溶強化、時效強化作用，基體中彌散析出了第二相，組織細化，強度、硬度隨Ti含量的增加明顯增大，高于B10合金，塑性則有一定下降，但不顯著。加適量Ti的合金人工海水浸泡后出現(xiàn)均勻、致密的表面膜，沒有

3、明顯的腐蝕坑，不加Ti的合金和加2％Ti的合金腐蝕表面粗糙，有明顯的點蝕等局部腐蝕特征，腐蝕性能較差。腐蝕失重結(jié)果表明，加1％和1.5％Ti的合金腐蝕速率相對較小，在靜態(tài)海水中的耐腐蝕性能已接近B10合金。不加Ti的合金臨界流速較低，沖刷腐蝕時表面膜受流動海水作用而機械剝離，腐蝕表面不能形成均勻、致密覆蓋表面的腐蝕產(chǎn)物膜；加入Ti后增加了表面膜和基體的結(jié)合力，提高了在海水中的臨界流速，表面逐漸形成均勻、致密的腐蝕產(chǎn)物膜，抗人工海水沖刷腐

4、蝕性能明顯提高。沖刷腐蝕失重表明，加1.5%Ti的合金抗沖刷腐蝕性能最好，高于B10合金。加入適量的合金元素Ti后，動電位極化曲線左移，腐蝕電流密度ic減少，合金的耐腐蝕性能提高。電化學阻抗譜分析得出一致的規(guī)律，合金中加入一定量的Ti，合金的膜層電阻Rf和電荷轉(zhuǎn)移電阻R1增加，耐腐蝕性能提高。
　　 (2)B10合金中添加適量稀土元素Y能夠有效去除O、S、P等雜質(zhì)元素，同時細化了組織，提高了合金的強度和硬度，而塑性變化不明顯。加

5、入過量稀土Y，則反而降低合金塑性。不加稀土Y的合金浸泡腐蝕后表面有點蝕、潰瘍腐蝕等局部腐蝕。加稀土Y后，腐蝕表面平整、致密，無明顯腐蝕坑，腐蝕類型主要為均勻腐蝕。腐蝕欠重結(jié)果表明，稀土加入量為0.04%的合金，靜態(tài)腐蝕性能最好。不加稀土Y合金的強度、硬度較低，腐蝕表面受流動海水及海水中雜質(zhì)的沖刷作用，腐蝕表面不能形成均勻、致密覆蓋表面的腐蝕產(chǎn)物膜，表面粗糙；B10合金中加入稀土Y后增加了表面膜和基體的結(jié)合力，提高了在海水中的臨界流速，表