Le laiton est un alliage cuivré-zinc largement utilisé connu pour ses excellentes propriétés mécaniques, sa bonne formulation et son apparence attrayante. En tant que fournisseur en alliage de laiton de confiance, j'ai été témoin des différentes applications du laiton dans des industries telles que l'architecture, la plomberie, l'électricité et l'automobile. Cependant, un problème qui concerne souvent nos clients est la corrosion des alliages de laiton. Comprendre les mécanismes de corrosion du laiton est crucial pour garantir les performances à long terme et la durabilité des produits en laiton. Dans ce blog, nous nous plongerons dans les principaux mécanismes de corrosion des alliages de laiton.
Corrosion générale
La corrosion générale, également connue sous le nom de corrosion uniforme, est le type de corrosion le plus courant dans les alliages de laiton. Il se produit lorsque toute la surface du laiton est attaquée uniformément par l'environnement corrosif. En présence d'humidité et d'oxygène, une fine couche d'oxyde de cuivre et d'oxyde de zinc se forme à la surface du laiton. Cette couche d'oxyde initiale peut agir comme une barrière protectrice dans une certaine mesure. Cependant, dans des environnements agressifs tels que ceux avec une humidité élevée, des solutions acides ou alcalines, ou la présence de certains sels, la couche d'oxyde peut être décomposée et le processus de corrosion se poursuit.
Les réactions chimiques impliquées dans la corrosion générale du laiton sont complexes. Par exemple, dans un environnement acide, le zinc dans le laiton réagit avec les ions hydrogène ((H ^ +)) selon l'équation suivante:
[Zn + 2H ^ + \ Rightarrow Zn ^ {2 +} + h_2 \ uparrow]
Le cuivre en laiton peut également réagir avec l'oxygène et les acides, formant des sels de cuivre. Le taux de corrosion générale dépend de plusieurs facteurs, notamment la composition de l'alliage en laiton, le pH de l'environnement, la température et la présence d'autres contaminants.
Pour éviter la corrosion générale, des traitements de surface tels que le placage, la peinture ou la passivation peuvent être appliqués. Ces traitements peuvent fournir une couche protectrice supplémentaire à la surface du laiton, réduisant le contact entre le laiton et l'environnement corrosif.
Désinfection
La conscience est un mécanisme de corrosion unique et significatif dans les alliages de laiton. Il s'agit d'un processus de corrosion sélectif où le zinc est préférentiellement retiré du laiton, laissant derrière elle une couche poreuse et riche en cuivre. Ce processus se produit principalement dans les alliages de laiton avec une teneur en zinc relativement élevée (généralement supérieure à 15%) en présence d'eau et un électrolyte.
Il existe deux types de dézincification: la dezincification de la fiche - type de type et la couche de type. La dézincification du type de fiche apparaît comme des zones localisées de corrosion, tandis que la dézincification de type de couche se produit comme une couche continue à la surface du laiton.
La force motrice de la dézincification est la différence dans le potentiel électrochimique entre le cuivre et le zinc. Le zinc est plus électrochimiquement actif que le cuivre, donc dans un environnement corrosif, les atomes de zinc ont tendance à se dissoudre dans la solution sous forme d'ions zinc ((Zn ^ {2+})), laissant le cuivre derrière. La réaction peut être représentée comme:
[Zn \ Rightarrow Zn ^ {2 +} + 2e ^ -]
Les électrons libérés lors de la dissolution du zinc sont consommés par la réduction de l'oxygène ou d'autres agents oxydants dans la solution.
La conscience peut réduire considérablement les propriétés mécaniques des produits en laiton, ce qui les rend cassants et sujets à la défaillance. Pour atténuer la dézincification, des alliages de laiton à faible teneur en zinc peuvent être utilisés, ou des éléments d'alliage tels que l'arsenic (AS), l'antimoine (SB) ou le phosphore (P) peuvent être ajoutés au laiton. Ces éléments peuvent inhiber le processus de dézincification en formant un film protecteur à la surface du laiton.
Crackage de corrosion des contraintes (SCC)
La fissuration de la corrosion de contrainte est un mécanisme de corrosion complexe qui se produit lorsqu'un alliage en laiton est exposé à un environnement corrosif spécifique lorsqu'il est sous contrainte de traction. La combinaison de stress et de corrosion peut conduire à l'initiation et à la propagation des fissures dans le laiton, ce qui peut finalement provoquer la défaillance du composant.
La contrainte requise pour le SCC peut être soit une contrainte externe, comme la contrainte appliquée pendant le processus de fabrication ou d'installation, soit une contrainte interne, telle que le stress résiduel du travail à froid ou du traitement thermique. L'environnement corrosif pour le SCC en laiton contient souvent de l'ammoniac ou de l'ammoniac - contenant des composés, ainsi que certains sels et acides.
Le mécanisme du SCC en laiton implique l'adsorption des espèces corrosives à la surface du laiton, ce qui affaiblit les liaisons atomiques à la pointe de la fissure. La contrainte provoque alors le propage de la fissure à travers le matériau. Une fois que la fissure atteint une taille critique, le composant peut échouer soudainement.
Pour éviter le SCC, il est important de réduire les niveaux de contrainte dans les composants en laiton. Cela peut être réalisé grâce à une conception appropriée, à un traitement thermique pour soulager le stress résiduel et à éviter l'utilisation de laiton dans des environnements contenant de l'ammoniac ou d'autres produits chimiques agressifs.
Corrosion galvanique
La corrosion galvanique se produit lorsque deux métaux ou alliages différents sont en contact électrique en présence d'un électrolyte. Dans le cas du laiton, s'il est en contact avec un métal plus noble (comme l'acier inoxydable) ou un métal moins noble (comme l'aluminium) dans un environnement corrosif, une cellule galvanique est formée.
Le métal plus actif (l'anode) se corrodera préférentiellement, tandis que le métal plus noble (la cathode) sera protégé. Par exemple, si le laiton est en contact avec l'aluminium dans un environnement d'eau salée, l'aluminium agira comme l'anode et la corrode, tandis que le laiton agira comme cathode et sera protégé.
Le taux de corrosion galvanique dépend de plusieurs facteurs, notamment la différence dans le potentiel électrochimique entre les deux métaux, le rapport de zone de l'anode à la cathode, la conductivité de l'électrolyte et la température. Pour éviter la corrosion galvanique, des mesures telles que l'isolation des deux métaux les unes des autres, l'utilisation de revêtements ou de joints pour les séparer, ou l'utilisation d'anodes sacrificielles peuvent être prises.
Applications et considérations de corrosion
Les alliages de laiton sont utilisés dans un large éventail d'applications, et différentes applications peuvent faire face à différents défis de corrosion. Par exemple,Tube en forme de laitonetTube rond en laitonsont couramment utilisés dans les systèmes de plomberie. Dans ces applications, les tubes en laiton sont exposés à l'eau, qui peuvent contenir divers sels et gaz dissous. Par conséquent, la prévention de la corrosion et de la lizification générales est cruciale pour assurer les performances à long terme des tubes.
Tige en forme de laitonest souvent utilisé dans les applications mécaniques et électriques. Dans les applications mécaniques, les tiges de laiton peuvent être soumises à une contrainte, de sorte que la fissuration de la corrosion de contrainte doit être prise en compte. Dans les applications électriques, les tiges de laiton doivent maintenir une bonne conductivité électrique et la corrosion peut affecter la conductivité du matériau.
Conclusion
En tant que fournisseur en alliage en laiton, je comprends l'importance de la résistance à la corrosion dans les produits en laiton. En comprenant les différents mécanismes de corrosion des alliages de laiton, nous pouvons fournir à nos clients des solutions appropriées pour éviter la corrosion et assurer la qualité et la durabilité de nos produits.
Si vous êtes intéressé par nos produits en alliage en laiton ou si vous avez des questions sur la prévention de la corrosion, n'hésitez pas à nous contacter pour une discussion plus approfondie et des achats potentiels. Nous nous engageons à vous fournir des alliages de laiton de haute qualité et un excellent support technique.
Références
- Uhlig, HH et Revie, RW (1985). Corrosion et contrôle de la corrosion: une introduction à la science de la corrosion et à l'ingénierie. John Wiley & Sons.
- Fontana, MG (1986). Ingénierie de la corrosion. McGraw - Hill.
- Davis, Jr (éd.). (2001). Alliages de cuivre et de cuivre. ASM International.
