Bonne analyse d'article, analyse détaillée de la façon de contrôler la structure et les performances de corrosion par dézincification du laiton coulé au plomb
L'alliage de laiton coulé au plomb a de bonnes propriétés mécaniques et de bonnes performances de coupe et est largement utilisé dans les appareils sanitaires, les équipements de plomberie, les instruments, les vannes hydrauliques, etc. Bien que la plage de température de cristallisation du laiton coulé au plomb soit petite, la capacité de remplissage du moule est forte et il a les effets de dégazage et de désoxydation du zinc, etc., du fait que le laiton forme facilement des cristaux colonnaires grossiers pendant le processus de solidification et que la structure de coulée est grossière, il est facile de se fissurer sous l'effet de la chaleur pendant le processus de coulée. Des fuites et d'autres phénomènes se produisent lors de l'utilisation, ce qui affecte ses performances. Le raffinement de la structure du laiton coulé est l’un des moyens efficaces d’améliorer la résistance aux fissures à chaud et la densité. À l'heure actuelle, l'ajout d'affineurs est la principale méthode pour affiner la structure du laiton coulé. La littérature étudie l’effet du bore sur l’affinement de la structure du laiton aluminium. L'ajout de bore peut affiner efficacement la structure moulée du laiton aluminium. La littérature étudie également RE. Il permet d'affiner la structure moulée du laiton aluminium. Il existe peu d’études sur les effets du bore et des terres rares sur la structure et les performances de dézincification du laiton coulé au plomb. Cet article étudie les effets des traitements de raffinage des terres rares et du bore sur la structure brute de coulée et les propriétés de corrosion par dézincification du laiton au plomb coulé.
1. Tester les matériaux et les processus
La qualité du matériau de test est le laiton au plomb ZCuZn40Pb2 et sa composition chimique (fraction massique) est de 36,4 % de Zn, 1,70 % de Pb, 0,62 %, A1 et le reste du Cu. Terre rare avec 10% RE. Un alliage maître AI est ajouté et du bore est ajouté sous forme d'alliage maître Cu-4,68 % B. Un creuset en graphite est placé dans un four à résistance de type puits pour la fusion des alliages. Le processus de fusion du laiton de plomb d'essai est le suivant : la charge est fondue et lorsque la température monte à 1030 degrés, des raffineurs de bore et de terres rares sont ajoutés respectivement en utilisant la méthode de la cloche, complètement agités et après 10 minutes de conservation de la chaleur. , la température de préchauffage de coulée est de 350 degrés. Les tiges d'essai de type métallique gauche et droite et les échantillons de coupelles rondes de type métallique. La méthode d'échantillonnage des coupelles rondes en métal est la méthode la plus simple et la plus directe permettant aux entreprises de coulée d'alliages de cuivre de vérifier si le processus de raffinement est bon ou non. La méthode spécifique consiste à verser un échantillon de coupelle ronde et, après solidification et croûte, de verser rapidement le liquide de cuivre non solidifié au centre de l'échantillon de coupelle ronde pour obtenir un échantillon de coupelle en coquille avec une surface cristalline solidifiée. En observant les caractéristiques morphologiques de la surface du cristal pour juger de l'effet du traitement de raffinement. Test de dézincification du laiton coulé au plomb : La solution corrosive est à 1 % de CuCl2 : solution, la température de la solution est de (75 ± 10) degrés, le temps de corrosion est de 24 heures, une fois la corrosion terminée, retirez-la, nettoyez et séchez, coupez l'échantillon du centre et préparer l'or Des échantillons de phase ont été utilisés pour observer et mesurer la profondeur de dézincification par corrosion à l'aide d'un microscope afin d'explorer l'effet du traitement de raffinement sur la corrosion par dézincification du laiton au plomb coulé. Adoptez [PUS. Observer la microstructure sous un microscope métallographique PME3. La solution corrosive pour les tissus est de 5 gFeCl3+5 mlHCl+100 ml de solution aqueuse.
2. Résultats des tests et analyse
2.1 Effet du raffineur sur la structure du laiton au plomb
La figure 1 montre la structure du laiton au plomb sans raffinement et avec un raffinement au bore et aux terres rares. On peut voir que la structure du laiton au plomb moulé dans un moule métallique non raffiné est extrêmement grossière (Figure la). Selon l'analyse du diagramme de phase cuivre-zinc, la structure coulée doit être phase (blanc) + phase (noir) + phase Pb, la phase Pb est répartie sur la phase ou entre les phases et sous forme de petites particules simples noires. Les phases et dans la structure non raffinée telle que coulée sont réparties en lattes longues et épaisses. Après le traitement de raffinement RE et B, les phases et ont été considérablement raffinées. Après le traitement de raffinement B, les phases grossières en forme de latte ont disparu et se sont transformées en grains courts, feuilletés ou équiaxes (Figure 1b). Par rapport à la structure telle que coulée (Figure 1c), la structure de la structure traitée chimiquement est considérablement affinée et les phases et passent de lattes longues et épaisses à des lattes minces et courtes. Par conséquent, pour les alliages de laiton coulé, les traitements de raffinement RE et B peuvent améliorer considérablement la structure du laiton coulé. Dans ces conditions de test, l'effet de raffinement de la structure du laiton coulé au plomb traité au bore est nettement meilleur que celui du laiton coulé au plomb traité au bore. L'effet du traitement de raffinement des terres rares.
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2.2 Effet du raffineur sur la morphologie de la surface et la structure de l'échantillon de coquille
La figure 2 est la morphologie de la surface cristalline de l'échantillon de coupelle avant et après le traitement de raffinement au bore du cuivre liquide dans le même four. On peut voir que la surface de l’échantillon de coupelle coulé par un liquide de cuivre non raffiné est rugueuse (Figure 2a). D’un point de vue macro, on peut voir qu’il existe de nombreuses petites bosses inégales sur la surface du cristal. La figure 3a montre la surface cristalline non raffinée et son voisinage. D'après la morphologie de la structure, on peut voir que la structure de la surface rugueuse est constituée de cristaux colonnaires grossiers et que les petites saillies rugueuses sont les dendrites colonnaires laissées à l'interface liquide/solide lorsque le liquide de cuivre se solidifie. Parce que le liquide entre les dendrites non solidifiées a été versé pendant le test, les cristaux colonnaires formés à l'avant dans le liquide sont complètement retenus, formant une surface rugueuse. La figure 2b est la surface de l'échantillon de coupelle en coquille raffinée au bore. Par rapport à celle non raffinée, la surface est lisse et ne présente pas de petites bosses rugueuses. La structure du microscope optique de surface est illustrée à la figure 3b. La surface du cristal est inégale, mais la surface du cristal est lisse. La structure de la surface cristalline lisse présente une cristallisation équiaxe, de sorte que le traitement de raffinement peut modifier la structure de solidification du laiton coulé au plomb.
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2.3 Effet du traitement de raffinement sur les performances de dézincification du laiton coulé
La figure 4 montre l'effet du traitement de raffinement sur la profondeur de dézincification du laiton coulé au plomb. En raison de la corrosion par dézincification, la structure de la surface est différente de la couche blanche à l’intérieur. En effet, dans un environnement corrosif, le zinc à la surface se corrode, la concentration diminue, la phase riche en zinc (phase) dans la structure diminue et la phase augmente, ce qui entraîne une structure évidente. différence. La profondeur de dézincification du laiton au plomb non raffiné est relativement grande (Figure 4a). La profondeur moyenne de la couche de dézincification du laiton au plomb est de 17 000 um, suivie de la mesure quantitative de la couche de dézincification. La profondeur de la couche de dézincification du traitement raffiné aux terres rares est la deuxième (Figure 4b). La profondeur moyenne de la couche de zinc est de 132,2 um. La profondeur de la couche de dézincification traitée avec raffinement au bore est la plus petite (Figure 4c). La profondeur moyenne de la couche de dézincification n'est que de 57,2 um grâce à une mesure quantitative. Cela montre que le traitement de raffinement peut supprimer efficacement la corrosion par dézincification du laiton coulé tout en affinant la structure telle que coulée. En particulier, l'effet du traitement de raffinage au bore sur l'inhibition de la corrosion par dézincification du laiton coulé est plus évident. Concernant le mécanisme de corrosion par dézincification du laiton au plomb, il existe actuellement deux mécanismes principaux : l'un est la dissolution. Le mécanisme de redéposition et le mécanisme de dissolution préférentielle du zinc peuvent parfois être le résultat de l'action combinée des deux. Le mécanisme de dissolution préférentielle du zinc suppose que pendant le processus de corrosion du laiton, le zinc présent sur la surface de l'alliage est préférentiellement dissous du laiton, générant ainsi des doubles lacunes. Les doubles lacunes se diffusent à l'intérieur de l'alliage et les composants de l'alliage de zinc se diffusent à la surface jusqu'à dissolution. Dissoudre. Le mécanisme de redéposition estime que la corrosion par dézincification du laiton comprend deux possibilités : la première est que le cuivre et le zinc soient dissous sur l'anode en même temps. Lorsque les ions cuivre dans la solution atteignent une certaine concentration, les ions cuivre sont réduits en cuivre métallique et déposés à la surface. , comme cathode supplémentaire pour accélérer la dissolution du zinc dans l'alliage ; l’autre est que dans un court laps de temps au début, le zinc se dissout préférentiellement dans la solution. À mesure que la diffusion du zinc devient difficile, le cuivre et le zinc se dissolvent en même temps, accompagnés d'un rétro-dépôt de cuivre. . Le traitement de raffinement au bore peut inhiber la dézincification du laiton, principalement parce que du bore est ajouté au laiton au plomb ZCuZn40Pb2, ce qui peut remplir les joints de grains et les doubles lacunes, y augmenter la force de liaison et empêcher la migration des joints de grains et des doubles lacunes. canal, réduisant la vitesse de migration du zinc, réduisant ainsi le taux de corrosion du laiton au plomb ZCuzn40Pb2. Le traitement de raffinement RE peut éliminer les impuretés de la matrice en laiton. Lorsque le laiton au plomb ZCuZn40Pb2 contient des éléments d'impuretés tels que O et S, la différence de potentiel des électrodes entre eux et la matrice est grande, formant une batterie primaire et accélérant la corrosion. Les terres rares peuvent interagir avec O, S et d’autres éléments impuretés. S génère des composés de terres rares à point de fusion élevé et de faible densité [81], qui flottent facilement dans les scories, purifiant ainsi la matrice et réduisant le taux de corrosion. Lorsque des terres rares sont ajoutées au laiton, une couche extrêmement fine et dense d’oxydes de terres rares se forme à la surface. Il peut empêcher la diffusion des atomes de Zn et de Cu dans la solution, réduire le taux de dissolution, retardant ainsi la corrosion et améliorant les performances de corrosion par dézincification de l'alliage.
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3. En conclusion
(1) Le traitement de raffinement RE ou B peut affiner la structure telle que coulée du ZCuZn40Pb2. Le traitement de raffinement peut transformer la structure à lattes longues et épaisses du laiton en lattes minces et courtes ou en structure cristalline équiaxe. L'effet de raffinage du traitement de raffinage B est meilleur que celui de l'ajout d'un traitement de raffinage aux terres rares. Le traitement de raffinement peut modifier la surface de l'échantillon de coquille de rugueuse à lisse. La structure de la couche de surface rugueuse est constituée de cristaux en colonnes et la structure de la couche de surface lisse est constituée de cristaux équiaxes.
(2) Le traitement de raffinement RE ou B de l'alliage ZCuZn40Pb2 peut inhiber la corrosion par dézincification du laiton coulé. Les performances d'inhibition de la dézincification du traitement de raffinement B sont plus évidentes que celles du traitement de raffinage RE.
