銅鎳合金憑借其良好的耐腐蝕性能、出色的加工性能以及優(yōu)異的導(dǎo)熱性而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,例如海水管道、海水淡化廠、發(fā)電廠和船體中的熱交換器和冷凝器。銅鎳合金具有良好耐腐蝕能的主要原因是其表面會(huì)生成鈍化膜,這層保護(hù)膜可以作為環(huán)境介質(zhì)中侵蝕性離子和基體間的腐蝕阻擋層,從而減緩了基體腐蝕。目前,海洋工程的飛速發(fā)展對(duì)銅鎳合金耐蝕性能提出了更高的要求,進(jìn)一步提高銅鎳合金耐蝕性能仍是當(dāng)前研究的目標(biāo)。添加合金元素是一種提高白銅合金耐蝕性能最直接有效的方法。Fe、Mn元素是銅鎳合金中最常見(jiàn)的合金元素,它們不但可以提高銅鎳合金的機(jī)械性能還可以改善銅鎳合金的耐蝕性能。白銅表面生成的鈍化膜是影響其腐蝕性能的關(guān)鍵因素。但是到目前為止,Fe、Mn合金元素對(duì)于白銅合金表面鈍化膜層影響的研究還比較少;稀土元素具有冶金工業(yè)“維生素”的美譽(yù),被認(rèn)為可以進(jìn)一步優(yōu)化合金的各項(xiàng)性能,目前關(guān)于稀土元素對(duì)銅鎳合金耐腐蝕性能影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道�；谝陨显�,本文制備了不同F(xiàn)e、Mn、La含量的B10白銅合金,采用極化曲線、交流阻抗譜等測(cè)試方法研究了添加這三種合金元素對(duì)B10白銅合金樣品的電化學(xué)腐蝕性能的影響,結(jié)合X射線衍射儀、X射線... 

【文章來(lái)源】：江西理工大學(xué)江西省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

銅鎳合金在充氣與除氣海水中腐蝕過(guò)程[11]

第一章緒論4圖1.2靜止、流動(dòng)和潮汐區(qū)海水中B90-10和B70-30銅鎳合金的腐蝕速率隨時(shí)間的變化。1.3環(huán)境因素對(duì)銅鎳合金腐蝕性能的影響1.3.1Cl-和S2-的影響近幾十年里，科研人員就已經(jīng)對(duì)銅鎳合金在不同腐蝕介質(zhì)中的腐蝕行為進(jìn)行了廣泛深入的研究，發(fā)現(xiàn)合金表面鈍化膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，與合金所處的服役環(huán)境和時(shí)間有直接的聯(lián)系。Cl-和S2-是海洋環(huán)境中最常見(jiàn)的兩種攻擊型離子，容易誘發(fā)金屬材料的均勻腐蝕和點(diǎn)蝕。Badawy[15]研究了中性溶液中，氯離子濃度對(duì)銅鎳合金腐蝕行為的影響，發(fā)現(xiàn)合金的腐蝕電流與氯離子濃度呈拋物線形式變化，即氯離子濃度在0.3mol/dm3以下時(shí)，腐蝕速率隨氯離子濃度增加而逐漸增大，繼續(xù)加大氯離子濃度則腐蝕速率緩慢下降。下降的原因是由于CuCl水解生成了致密的Cu2O，其具有鈍化作用能夠有效阻擋Cl-進(jìn)一步侵蝕。隨著腐蝕時(shí)間的延長(zhǎng)，或者陽(yáng)極電位的增加，氯離子將很可能造成Cu2O局部破壞。Badawy發(fā)現(xiàn)Cu-65Ni合金表面鈍化膜點(diǎn)蝕破裂電位隨著氯離子濃度增加而逐漸負(fù)移，并且滿足（1.7）關(guān)系式。=+（1.7）對(duì)此，badawy的解釋是：Cl-的吸附增加了鈍化膜上的電勢(shì)差，從而提高了金屬離子從膜內(nèi)擴(kuò)散到膜外的移動(dòng)速率，促進(jìn)了更多陽(yáng)離子空位的產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致合金表面更容易發(fā)生點(diǎn)蝕。North和Pryor則認(rèn)為[16]，Cl-取代了Cu2O晶格中的O2-，產(chǎn)生的電荷不平衡會(huì)導(dǎo)致晶格中的Cu+進(jìn)入溶液中，Cu2O將產(chǎn)生新的陽(yáng)離子空位。陽(yáng)離子空位的增加會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)離子擴(kuò)散至溶液中的勢(shì)壘降低，加速表面膜的溶解。Yuan[17]對(duì)B30在不同模擬海水腐蝕介質(zhì)中的腐蝕行為進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在清潔無(wú)污染的海水環(huán)境中，B30合金的表面的氧化膜具有保護(hù)性，明顯降低了腐蝕速率。而在污染海水中，由于硫離子與陰陽(yáng)極的反應(yīng)，B30的腐蝕速率顯著升高。Sayed[18]研

第一章緒論7解度增加；在侵蝕坑內(nèi)，容易形成具有自催化效應(yīng)的活化-鈍化電池，加速金屬的局部腐蝕[34,35]。B.C.Syrett和S.Wing[36]發(fā)現(xiàn)在含硫和曝氣的流動(dòng)海水中，銅鎳合金的局部腐蝕更加劇烈，并且存在一個(gè)臨界的破裂電勢(shì)Eb。當(dāng)腐蝕電勢(shì)小于臨界破裂電勢(shì)時(shí)，合金發(fā)生均勻腐蝕；反之，則發(fā)生局部腐蝕，并且隨著流速的增大、腐蝕時(shí)間的延長(zhǎng)，材料發(fā)生局部腐蝕的幾率越大[37]。1.4合金元素對(duì)銅鎳合金腐蝕性能的影響1.4.1鎳元素的影響Ni作為易鈍化元素，加入純銅中能夠增強(qiáng)銅合金的鈍化性能。Beccaria和Crousier[38,39]在中性氯化鈉溶液中對(duì)不同Ni含量的白銅合金進(jìn)行極化曲線測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，銅鎳合金的極化曲線中存在一個(gè)鈍化平臺(tái)，并且隨著合金中Ni含量的增多，鈍化平臺(tái)越寬，維鈍電流密度越低。見(jiàn)圖1.3。圖1.3不同Ni含量的銅鎳合金及純銅在中性NaCl溶液中的極化曲線Ismail等[40]研究發(fā)現(xiàn)，在堿性硫酸鹽溶液中，銅鎳合金耐蝕性能隨Ni含量的增加而增加，并且隨著浸沒(méi)時(shí)間的增加，鈍化膜的電阻也增大。Badawy[15]發(fā)現(xiàn)，銅鎳合金在中性氯化鈉溶液中也有類似的規(guī)律。McCafferty[41]提出了一種數(shù)學(xué)模型來(lái)解釋鎳二元合金的鈍化機(jī)理，他根據(jù)氧化膜中的-Ni-O-Ni-橋的網(wǎng)絡(luò)提鈍化度的概念，并且基于在氧化膜中形成-Ni-O-Ni-橋及其連接性的假設(shè)建立模型，得出為了避免鈍化層中的不連續(xù)性，合金應(yīng)包含至少27wt.％的Ni。Murakami[42]等研究了Ni對(duì)銅合金流動(dòng)誘導(dǎo)的局部腐蝕行為的影響，他發(fā)現(xiàn)鎳含量太高會(huì)引起點(diǎn)蝕。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]深海裝備微生物腐蝕研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 趙文靜,江錦波,孟祥鎧,金杰,彭旭東.  腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2019(03)
[2]Evolution of the Corrosion Product Film and Its Effect on the Erosion–Corrosion Behavior of Two Commercial 90Cu–10Ni Tubes in Seawater[J]. Okpo O.Ekerenam,Ai-Li Ma,Yu-Gui Zheng,Si-Yu He,Peter C.Okafor.  Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2018(11)
[3]錳元素對(duì)銅鎳合金電化學(xué)性能的影響[J]. 張榮偉,孫軍偉,李升燕,張迎暉,朱志云.  有色金屬科學(xué)與工程. 2018(04)
[4]Fe含量對(duì)CuNi10FeMn1合金組織與性能的影響[J]. 姜雁斌,謝建新.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2016(08)
[5]Effects of Fe content on the microstructure and properties of CuN i10FeM n1 alloy tubes fabricated by HCCM horizontal continuous casting[J]. Yan-bin Jiang,Jun Xu,Xin-hua Liu,Jian-xin Xie.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(04)
[6]稀土釔含量對(duì)B10銅合金組織和性能的影響[J]. 張強(qiáng),余新泉,陳君,馮秀梅,沈睿,張發(fā)倫.  機(jī)械工程材料. 2015(01)
[7]銅合金腐蝕的影響因素及研究狀況[J]. 顧彩香,張小磊,趙向博.  船舶工程. 2014(03)
[8]Influence of Rare Earth Elements on Mechanical Properties and Corrosion Resistance of Cu-15Ni Alloy[J]. 董旭剛,周杰,余盈燕,胡永毅,莫安軍.  Journal of Donghua University(English Edition). 2013(03)
[9]pH值對(duì)Cu-17Ni-3Al-X耐磨鑄造銅合金腐蝕的影響[J]. 羅宗強(qiáng),辛保亮,張衛(wèi)文,李元元.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(11)
[10]鉭陽(yáng)極氧化膜的半導(dǎo)體性研究[J]. 莊朋強(qiáng),肖占文,朱向東,范紅松,張興棟.  電子元件與材料. 2011(08)

碩士論文
[1]B10合金在模擬海水中的沖刷腐蝕研究[D]. 尹承軍.哈爾濱工程大學(xué) 2012



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